Magnesio

Peligro H250, H260, P222, P223 , P231, P232 , P370, P378, P422, H250 : Se incendia espontáneamente en contacto con el aire
H260 : En contacto con el agua
libera gases inflamables que pueden encenderse espontáneamente P222 : No permitir el contacto con el aire.
P223 : Evite el contacto con el agua, debido al riesgo de reacción violenta e ignición espontánea.
P231 : Manipular bajo gas inerte.
P232 : Proteger de la humedad.
P370 : En caso de incendio:
P378 : Utilizar… para la extinción.
P422 : Almacenar contenido en ...

WHMIS

B4, B6, B4 : Sólido inflamable
Transporte de mercancías peligrosas: clase 4.1
B6 : Material reactivo
inflamable libera gas inflamable en contacto con vapor de agua: hidrógeno

Divulgación al 1,0% según criterios de clasificación

NFPA 704

1 0 1

Transporte

1869

Número ONU :
1869 : ALEACIONES DE MAGNESIO que contengan más del 50 por ciento de magnesio, en forma de gránulos, virutas o cintas; o MAGNESIO, en forma de gránulos, virutas o cintas
Clase:
4.1
Etiqueta: 4.1 : Sólidos inflamables, sustancias que reaccionan espontáneamente y sólidos explosivos insensibilizados

Unidades de SI y STP a menos que se indique lo contrario.

El magnesio es el elemento químico de número atómico 12, de símbolo Mg.

El magnesio es un metal alcalinotérreo . Es el noveno elemento más abundante del universo. Es el producto, en las grandes estrellas envejecidas, de la adición secuencial de tres núcleos de helio a un núcleo de carbono. Cuando estas estrellas explotan como supernovas, gran parte del magnesio se expulsa 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), constituyendo el 13% de la masa del planeta y gran parte de la masa terrestre del manto del planeta. Es el tercer elemento más abundante disuelto en agua de mar, después del sodio y el cloro.

Los átomos de magnesio existen en la naturaleza solo en forma de combinaciones con otros elementos, donde invariablemente exhibe el estado de oxidación +2. El elemento puro se produce artificialmente por reducción o electrólisis . Es muy reactivo en polvo y virutas pero, si se deja al aire libre, se recubre rápidamente con una fina y compacta capa de óxido que reduce su reactividad ( pasivación por oxidación). El metal puro se quema fácilmente bajo ciertas condiciones (produciendo una luz brillante, blanca y deslumbrante característica). En mecánica se utiliza principalmente como componente en aleaciones de aluminio y magnesio (a veces llamadas magnalio ). El magnesio es menos denso que el aluminio y la aleación es apreciada por su ligereza y mayor resistencia (mecánica y química).

El magnesio es el undécimo elemento más abundante en masa en el cuerpo humano. Es esencial para todas las células y para unas 300 enzimas, especialmente como cofactor . Los iones de magnesio interactúan con compuestos de polifosfato como ATP , ADN y ARN . Los compuestos de magnesio se utilizan con fines medicinales como laxantes, antiácidos (p. Ej., Leche de magnesia) y para estabilizar la excitación anormal de los nervios o el espasmo de los vasos sanguíneos en afecciones como la eclampsia .

Historia

El nombre magnesio proviene del nombre griego de un distrito de Tesalia llamado Magnesia . Esta región era extremadamente rica en magnesio en diversas formas.

En Inglaterra , Joseph Black reconoció el magnesio como un elemento en 1755 , y Sir Humphry Davy aisló la forma metálica pura por electrólisis en 1808 a partir de una mezcla de magnesia MgO y óxido de mercurio HgO.

El magnesio tiene 22 isótopos conocidos, con un número de masa que varía entre 19 y 40. Tres de ellos son estables , 24 Mg, 25 Mg y 26 Mg, y están presentes en la naturaleza en las proporciones 79/10/11, aproximadamente. Al magnesio se le asigna una masa atómica estándar de 24,305 0 u . De los 19 radioisótopos de magnesio conocidos, 28 Mg tiene la vida media más larga con una vida media de 20,915 horas, seguido de 27 Mg con una vida media de 9,458 min . Todos los demás isótopos tienen una vida media de menos de un minuto y la mayoría de ellos menos de un segundo.

Usos

El magnesio se utiliza en mecánica por su baja densidad (la más baja de los metales estructurales) especialmente en el sector de la automoción donde permite un ahorro de combustible un 75% superior al que ofrece el aluminio gracias a esta ligereza pero también a sus buenas propiedades mecánicas (en particular para la reducción de vibraciones). También conduciría a importantes beneficios ambientales en el campo de la aviación.

Su producción y reciclaje son, por otro lado, difíciles, intensivos en energía y contaminantes ( ver Depósito y producción de metales ).

También es un reactivo importante en química, especialmente utilizado en procesos de desulfuración , durante la fabricación de aceros , la purificación de metales ( debismutage ) o la reacción de Grignard . Es inflamable y se utilizó como combustible en flashes fotográficos . Es un agente químico esencial para la vida, especialmente durante la fotosíntesis , en los huesos y en multitud de procesos biológicos. Sus sales tienen múltiples aplicaciones ( leche de magnesia Mg (OH) 2 , carbonato de magnesio , MgO , MgCl 2 )

Mecánico

También se utiliza para fabricar multitud de objetos laminados, mecanizados, moldeados. En consumo masivo especializado (carrocería, maletas pequeñas resistentes, maletas para portátiles, equipos fotográficos de alta gama, piezas de bicicletas, etc.) porque es uno de los metales más fáciles de mecanizar, sobre todo porque determinadas aleaciones son reciclables mediante laminación .

El magnesio también se utiliza como aleación , en particular con aluminio (series 3000, 4000, 5000 y 6000) pero también con zinc , circonio , torio y varias tierras raras ( lantano y cerio ).

Otro uso común es la protección contra la corrosión de otros metales sumergidos, principalmente hierro, a esto se le llama ánodo sacrificatorio (su uso es común para la protección de cascos de embarcaciones o globos de agua caliente).

Proyecto de batería

El carácter estable, abundante, no tóxico y no corrosivo del magnesio, que además no produce dendritas como el ión de litio en las baterías de litio recargables, lo convierte en un material atractivo para el nuevo magnesio-azufre (Mg / S) recargable. El ion magnesio se prueba como portador de carga, mientras que el magnesio metálico se usa para ánodos y azufre como cátodo . En 2019, esta tecnología aún está emergiendo pero prometedora en particular porque el par Mg / S puede proporcionar una densidad de energía teórica de 1722 Wh / kg con un voltaje de aproximadamente 1,7 V; Podría ser una alternativa económica segura y económica a las baterías de iones de litio , incluso para vehículos eléctricos (al almacenar más electricidad). También podrían beneficiarse de cátodos de alta capacidad, operando opcionalmente bajo alta tensión, el material (a base de azufre con el borohidruro de magnesio , el borato de magnesio o el sulfuro de magnesio , por ejemplo) permitiría una densidad de energía más alta que con las baterías de iones de litio. La conductividad del cátodo de azufre se puede dopar con carbono (compuesto de cátodo semiorgánico).

Aleaciones

Para una resistencia igual, las piezas fabricadas con aleaciones de magnesio proporcionan un importante ahorro de peso.

Las aleaciones de magnesio / manganeso contienen un 2% de manganeso. Mejoran la resistencia a la corrosión y se utilizan en forja, laminación, soldadura; completado por recocido a 400 ° C . En láminas, fabrica carenados o depósitos de combustible (buena soldabilidad).
Aleaciones de magnesio / aluminio / zinc: 3% a 10% de aluminio, 0,5% a 3% de zinc, 0,35% a 0,5% de manganeso y contienen al menos 90% de magnesio puro. Nos distinguimos :
- G-A9 (aleación de fundición);
- G-A9Z1 (aleación de magnesio que comprende 9% de aluminio y 1% de zinc) utilizada en fundición;
- G-A7Z1 (aleación de forja), las aleaciones de forja se utilizan menos en aeronáutica;
- G-A9 se utiliza para carcasas de motores, estatores de compresores, ruedas de aviones, asientos, cajas de instrumentos a bordo.
También existen aleaciones específicas de magnesio / zinc / metales.
- El circonio y el cerio y pueden mejorar las características mecánicas y la resistencia al calor:
  - G-TR3 Z2 Zr (2% zinc, 0.7% circonio, 2.5% cerio), (TR para metal de la familia de las tierras raras).
- El torio mejora la resistencia a la fluencia (utilizado como aleaciones de fundición, se utilizan para fabricar grandes partes de reactores: carcasa central, carcasa de compresor):
  - G-Th3 Z2 Zr (3% de torio, 2% de zinc, 0,7% de circonio);
  - G-Z5 Th Zr (5% zinc, 1.8% torio, 0.7% circonio).

Comida

La ingesta diaria recomendada se estima en 360 mg de magnesio por día para mujeres y 420 mg de magnesio por día para hombres (el doble para deportistas o mujeres embarazadas) o 6 mg por kg de masa corporal. Los estudios epidemiológicos en Europa y América del Norte han demostrado que la dieta occidental es un 30-50% más baja en magnesio que la cantidad diaria recomendada. Sugieren que la ingesta diaria ha disminuido en los últimos 100 años, de 500 a alrededor de 200 mg por día. Este desarrollo se atribuye al creciente uso de fertilizantes y al creciente consumo de alimentos procesados.

Fuentes alimenticias de magnesio

La primera fuente alimentaria de magnesio suele ser de origen cereal: los productos de cereales, presentes en todas las comidas, son los que cubren la mayor parte de las necesidades. No obstante, los productos a base de cereales integrales o harinas integrales aportan de tres a cinco veces más magnesio que los productos refinados (pan blanco, arroz blanco pulido, etc. ) por ello se recomienda acudir a alimentos mínimamente procesados para cubrir sus necesidades diarias de magnesio.

(Las cantidades corresponden a una ración de 100 g .)

Sal de Nigari , un extracto natural de sal marina (11.500 mg ),
el marisco (sobre todo el winkles ) que contiene 410 mg es sin duda el alimento más rico en magnesio,
son seguidos de cerca por la melaza (de 197 a 242 mg ),
el cacao (con 150 a 400 mg ),
cereales integrales (que contienen de 100 a 150 mg ) como el trigo y la cebada (los brotes se acercan a los 400 mg , la harina de trigo es de 73 mg )
los frutos secos como almendras (170 mg), avellanas (163 mg) y nueces (158 mg).
la algarroba contiene alrededor de 55 mg ,
las espinacas de 50 a 100 mg , pero también contienen el ácido oxálico que dificulta su asimilación.
Los cereales de pescado, despojos y bluté contienen de 25 a 50 mg de magnesio.
agua: Las aguas ricamente mineralizadas son una fuente apreciable de magnesio.

Algunos otros alimentos que contienen magnesio: legumbres que incluyen frijoles blancos (180 mg), trigo sarraceno , habas , plátanos .

Medicamento

El cuerpo no produce magnesio y debe obtenerlo de la dieta. El cuerpo asimila mal el magnesio y no se puede almacenar. Se libera naturalmente en las heces o en la orina. Un exceso de magnesio o los complementos alimenticios a base de "magnesio malo" (óxido, cloruro, aspartato, etc. ) tienen efectos secundarios como diarrea. Necesita una sal de magnesio liposomal o soluble en grasa para tener un suplemento dietético óptimo.

Un suplemento de magnesio puede disminuir la ansiedad en algunas personas. Otros trastornos pueden resultar de la falta de magnesio, como depresión, espasmos musculares, calambres, insomnio y osteoporosis. Los períodos crean un déficit de magnesio.

Magnesio, en forma de hidrato, óxido hidratado , carbonato (MgCO 3), cloruro (MgCl 2), se utiliza en medicina nutricional.

La intoxicación por exceso de magnesio puede ocurrir en niños y en personas con insuficiencia renal .

Complementos alimenticios a base de magnesio

Hay tres categorías principales de sales de magnesio:

Sales inorgánicas de primera generación (carbonatos, cloruros, óxidos): no son muy biodisponibles y tienen efecto laxante.
Sales orgánicas de segunda generación (gluconato, citrato, lactato, pidolato, L-aspartato): más biodisponibles y biomiméticas, presentan pocos o nulos efectos secundarios
Sales orgánicas de tercera generación (quelatos: glicerofosfato, bisglicinatos): no son laxantes y altamente biodisponibles. El glicerofosfato tiene la ventaja de aportar también fósforo, teniendo interesantes propiedades para el metabolismo. También es compatible con probióticos.

Sinergia de complementos alimenticios

Como todos los nutrientes, el magnesio va de la mano con algunos otros: por ejemplo, el magnesio tiene un efecto sinérgico con la vitamina D y la vitamina B6. Ayudará en el metabolismo de estas vitaminas y, a su vez, mejorarán la absorción de magnesio.

Asimilación de sales de magnesio.

	Contenido de magnesio elemental	Biodisponibilidad	Efectos secundarios
Placebo	0	-	7%
Glicerofosfato	12,4%	Muy alto	7%
Bisglicinato	dieciséis%	Muy alto	?
Citrato	16,2	Muy alto	7%
Aspartato	7,5%	Muy alto	?
Cloruro	12%	Elevado	78%
Gluconato	5,4%	Elevado	27%
Lactato	12%	Muy alto	32%
Carbonato	40%	Bajo	40%
Hidróxido	41,5%	Bajo	37%
Óxido	60,3%	Bajo	47%

Magnesio marino

De producción económica, el magnesio marino es una mezcla de óxido, hidróxido, sulfato y cloruro de magnesio. Un concepto de marketing sobre todo, es el magnesio el menos absorbido por el organismo y con los efectos secundarios más importantes. De hecho, es muy laxante y sus componentes tienen una biodisponibilidad muy baja.

Glicerofosfato de magnesio

El glicerofosfato de magnesio es una forma quelada (como el glicinato y el bisglicinato taurinato) que se tolera mejor pero un poco más cara. Por ejemplo, está presente en D-Stress y Magnesium 300+.

Lactato de magnesio

El lactato de magnesio es una sal de magnesio orgánica eficaz, biodisponible y con una buena relación coste / eficacia. Se usa ampliamente en combinación con vitamina B6 en complementos alimenticios. Los transbordadores de lactato son un concepto interesante de uso de energía. Se encuentra en el MagnéB6, el Vivamag o el Ionimag .

Cloruro de magnesio

Particularmente laxante, el cloruro es la forma de magnesio más consumida, a pesar de su acidez que se suma a la de los alimentos y que a menudo causa problemas en los ancianos.

Óxido e hidróxido de magnesio

El óxido y el hidróxido son las formas más baratas de producir magnesio, y también las que se encuentran en la concentración más alta. Sin embargo, están dotados de una biodisponibilidad muy baja y es necesario dividir las dosis. También es una forma muy laxante de magnesio.

Magnesio liposomal

El magnesio liposomal está encapsulado en las células grasas , lo que permite que sea totalmente asimilado por el organismo. Es magnesio bien digerido con pocos efectos secundarios, pero también es el más caro. Su contenido de magnesio es alto (12,4%) y su biodisponibilidad no está probada pero se sospecha que es alta. Sin embargo, el proceso de producción de magnesio liposomal no permite asegurar que el magnesio esté bien encapsulado dentro de los liposomas (solo un microscopio electrónico de barrido o imagen SEM permite verificar esto) y la presencia de nanopartículas de liposomas n no lo es. excluido. Además, los complementos alimenticios que lo contienen juegan un poco con la normativa europea ya que no aparecen en la lista de sales de magnesio autorizadas. Existe inseguridad jurídica en torno a estas nuevas formas de magnesio.

Papel biológico

El magnesio participa en más de 400 reacciones bioquímicas. Está particularmente involucrado en el transporte osmótico de glucosa, el transporte de glucosa por insulina y en todas las etapas de la producción de energía. Un mecanismo importante de activación bioquímica, que consiste en agregar un grupo fosfato a una proteína, el magnesio es un cofactor de fosforilación . También es actor de la homeostasis , mecanismo que permite la conservación de un equilibrio interno (celular, frecuencia cardíaca, micción, digestión, temperatura corporal, etc.) y cofactor esencial en la polimerización de ácidos nucleicos.

El cuerpo humano adulto contiene aproximadamente 24 gramos (1 mol ) de magnesio, la mitad del cual se encuentra en los huesos y la otra mitad en los tejidos blandos . El suero contiene solo alrededor del 0.3% de magnesio corporal, por lo que el suero no puede usarse para diagnosticar la deficiencia de magnesio . Actualmente se recomienda la prueba de carga de magnesio, si no causa alteraciones intestinales y el sujeto no tiene enfermedad renal , aunque no está estandarizada. En algunos casos de deficiencia, la retención de magnesio durante la carga refleja su absorción intestinal y se considera proporcional a la deficiencia ósea que llena. Las mediciones de magnesio celular total e ionizado son frecuentemente contradictorias y las mediciones de la excreción urinaria no se correlacionan con las de la prueba de carga, considerada más confiable. Una biopsia muscular revelaría las concentraciones de este elemento en el otro compartimento principal, pero este procedimiento es poco común en la clínica. La investigación se centra en las técnicas de resonancia magnética y el descubrimiento de marcadores fisiológicos indirectos como la bomba de sodio-potasio (Na / K-ATPasa), tromboxano B2 , proteína C reactiva y endotelina -1. Actualmente no existe una prueba confiable, rápida y asequible para los niveles de magnesio en el cuerpo humano.

Papel del magnesio en el cuerpo.

la formación de huesos y dientes, con calcio y fósforo
promueve la unión del calcio al hueso
acción sobre el crecimiento
la transmisión de impulsos nerviosos
promueve la plasticidad cerebral y previene el deterioro de la memoria
contracción muscular, latidos del corazón
contribuye a los mecanismos de defensa inmunológica
lucha contra el estrés , efecto sedante (relajante muscular)
a alta concentración, lucha contra el estreñimiento por acción osmótica y estimulación motora local
lucha contra piedras oxalo cal
Hipoalergénico
anti-inflamatoria
agente antiplaquetario (función protectora contra la trombosis)
radioprotector
regulador termico
cataliza muchas reacciones metabólicas (catálisis enzimática, síntesis glucogénica y de proteínas, transferencia de fosfato, etc. ).
luchar contra el insomnio
Es fundamental para el desarrollo y la proliferación de linfocitos T
Tiene un fuerte efecto vasodilatador y broncodilatador.

Signos de deficiencia de magnesio (hipomagnesemia)

La deficiencia de magnesio , que cubre a la mayoría de la población, es la principal causa de fatiga y ansiedad. Pero también es un factor importante en los siguientes trastornos:

estrés (psicológico, alérgico, digestivo, respiratorio, oxidativo, tóxico, inflamatorio ...)
hiperexcitabilidad neuromuscular: ataques de tetania caracterizados por contractura de las extremidades superiores (manos al nacer) y cara;
las manifestaciones crónicas son el signo de Chvostek (= la percusión de la boca provoca una contractura del labio superior) y el signo de Trousseau (= un torniquete a la altura del brazo provoca una contractura de la mano);
trastornos inmunológicos ;
ataques cardiovasculares y, en casos extremos, corazón ataques ;
fatiga muscular;
trastornos digestivos: diarrea, náuseas y anorexia ;
irritabilidad, nerviosismo, insomnio;
calambres, temblores;
mioclonías (= contracciones musculares breves e involuntarias, causen o no movimiento);
delirio ;
convulsiones comitales (= ataques epilépticos) con mayor frecuencia convulsivas;
problemas durante la gestación, para la madre y el feto;
interrupción del sistema térmico del cuerpo (en pleno verano, tenemos la sensación de que hace un frío terrible).
espasmofilia

Signos de hipermagnesemia

hipotension
bradicardia ;
náuseas vómitos;
fatiga muscular;
hiporreflexia o arreflexia;
hipotonía muscular, somnolencia;
delirio;
coma , paro cardíaco.

Nota: la hipermagnesemia es casi siempre de origen iatrogénico (debido a un fármaco).

Plantas

El magnesio es uno de los componentes de la clorofila , que cataliza la fotosíntesis :

6CO 2+ 6H 2 O+ luz → C 6 H 12 O 6( glucosa ) + 6O 2,

donde juega un papel análogo al del hierro en la hemoglobina sanguínea.

Depósitos y producción de metales

El magnesio constituye el 2% de la masa de la litosfera y del 2 al 3% de la de la corteza . Se distribuye de manera bastante uniforme, con 80 minerales con un 20% o más de magnesio ( magnesita , dolomita , carnalita , brucita , apatita , olivina ). Su contenido en agua de mar es aproximadamente del 0,13%.

Históricamente, Rusia, Estados Unidos, Canadá y Finlandia fueron los principales productores de magnesio, pero hoy en día (2015) más del 80% del magnesio se produce en China.

Se utilizan dos familias principales de procesos para producir magnesio metálico: procesos electrolíticos y procesos térmicos. Los procesos térmicos se basan en la reducción de dolomita en presencia de ferrosilicio a alta temperatura, mientras que los procesos electrolíticos pueden procesar variedades de minerales mucho más grandes.

Procesos térmicos

La reacción de reducción tiene lugar a 1200 ° C y al vacío a 0,1 torr. En estas condiciones, el magnesio se vaporiza y se recoge con una pureza del orden del 99,99%. El silicato de calcio se utiliza en revestimientos y cementos para la industria de la construcción. Varios países han hecho todo lo posible para perfeccionar el proceso Pidgeon . Mencionemos el proceso Magnétherm de Pechiney y el proceso Bolzano que son mucho más eficientes energéticamente.

${\ Displaystyle 2 (MgO.CaO) + Si \ longrightarrow SiO_ {2}, 2CaO + 2Mg}$

Procesos electrolíticos

El proceso electrolítico consume mucha menos energía, pero cumple con 3 desafíos tecnológicos además de producir un 99,8% de magnesio. Primero, el proceso se basa en la reducción de cloruro de magnesio a 500 ° C. A estas temperaturas, el magnesio se oxida rápidamente, lo que conduce al uso de gas protector altamente contaminante ( hexafluoruro de azufre (GWP 23,900 kg de CO 2 eq.) O R134a (GWP 1,430 kg de CO 2 eq.)). Luego, el ánodo más utilizado es el carbono, que da como resultado la producción de PCB, dioxinas y furanos que deben eliminarse. Finalmente, el cloruro de magnesio no es muy fácil de obtener y purificar como lo demuestran las 14 tecnologías de la competencia. Estos incluyen el proceso de Dow Chemical; Llt de magnesio estadounidense en Great Salt Lake, Utah; Norsk Hydro y Magnola.

Reacción principal en el ánodo: ${\ Displaystyle 2Cl ^ {-} \ longrightarrow Cl_ {2} + 2e ^ {-}}$

Reacción principal en el cátodo: ${\ Displaystyle Mg ^ {2 +} + 2e ^ {-} \ longrightarrow Mg}$

Dado que el magnesio se considera un combustible sólido, la investigación sobre el reciclaje de óxido de magnesio por reducción de la energía solar ha aumentado desde 2007 (ver motor de magnesio ), al igual que las investigaciones sobre la reducción de otros óxidos metálicos .

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Ver también

enlaces externos

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Intoxicación por magnesio en Urgencias-Online
(es) magnesio Imágenes en diferentes formas
Nuevo proceso para colorear aleaciones a base de magnesio (Boletín ADIT Japón / AIST - 26/08/2009)

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