Ossido di magnesio: sintesi, usi

L’ossido di magnesio chiamato anche magnesia è un composto avente formula MgO che si trova nel minerale periclasio.
È un ossido basico tuttavia dalla reazione con l’acqua si ottiene l’idrossido di magnesio che è scarsamente solubile in acqua infatti il suo prodotto di solubilità è pari a 5.61 · 10^-12.

Una soluzione satura di idrossido di magnesio ha pertanto un pH pari a 10.4
L’ossido di magnesio si presenta come una polvere cristallina da bianca a biancastra con una durezza nella scala di Mohs di 2. Perde il 30.9% della sua massa sotto forma di vapore acqueo per riscaldamento oltre i 450°C.

Sintesi dell’ossido di magnesio

Può essere ottenuto per ossidazione o combustione di magnesio all’aria:
2 Mg_(s) + O_2(g)→ 2 MgO_(s)
Questa reazione era utilizzata quale fonte di luce intensa in campo fotografico e nelle reazioni fotochimiche. L’entalpia di questa reazione è di – 601.83 kJ/mol.

Quando il magnesio brucia, circa il 10% dell’energia di combustione si presenta sotto forma di luce. Agli inizi del ‘900, agli albori della fotografia, questa reazione era utilizzata per ottenere il lampo al magnesio antesignano dei moderni flash fotografici.

Un’altra via sintetica è costituita dalla calcinazione del carbonato di magnesio che dà luogo a una reazione di decomposizione termica:
MgCO₃ → MgO + CO₂
Dalla reazione si ottiene anche biossido di carbonio

L’ossido di magnesio può essere ottenuto da una reazione di precipitazione facendo reagire una soluzione contenente un sale solubile di magnesio come il cloruro di magnesio con idrossido di calcio:
Mg²⁺ + Ca(OH)₂ → Mg(OH)₂ + Ca²⁺

L’idrossido di magnesio formato si decompone a 360 °C formando l’ossido MgO secondo la reazione:
Mg(OH)₂ → MgO + H₂O

A livello industriale l’ossido di magnesio è prodotto principalmente dalla calcinazione della magnesite in un processo simile alla produzione di calce dal calcare. Una quota minore della produzione mondiale di MgO proviene da fonti di acqua di mare e salamoia.

Nanoparticelle

Le nanoparticelle di ossido di magnesio possiedono una struttura cristallina cubica e sono note per il loro elevato punto di fusione, rendendole adatte per applicazioni che richiedono resistenza termica. Inoltre, la loro capacità di agire come base, assorbendo acidi e gas tossici, le rende un materiale promettente per la pulizia e la protezione ambientale.

Le nanoparticelle di ossido di magnesio si distinguono per le loro dimensioni estremamente ridotte, in genere inferiori a 100 nanometri. Una proprietà fondamentale delle nanoparticelle di MgO è il loro rapporto superficie/volume eccezionalmente elevato. Questa caratteristica strutturale migliora significativamente la loro reattività, e sono pertanto usate quali catalizzatori  in varie reazioni chimiche. La loro capacità di accelerare la velocità di reazione in modo efficiente ed efficace, senza essere consumate, è un vantaggio fondamentale nelle applicazioni industriali.

Una delle proprietà più importanti delle nanoparticelle di ossido di magnesio è la loro capacità di resistere a temperature molto elevate senza rompersi o cambiare forma. Ciò le rende perfette per l’uso in ambienti che diventano estremamente caldi, come nelle fornaci utilizzate in ambienti industriali, o come rivestimenti protettivi in ​​grado di resistere al calore.

Usi

L’ossido di magnesio è largamente usato in campo medico. Può infatti essere utilizzato quale antiacido e, in quantità maggiore, quale lassativo.
Si trova in integratori alimentari quale fonte di magnesio che svolge un ruolo importante nelle reazioni biochimiche.

Il magnesio è un cofattore in più di 300 sistemi enzimatici che regolano diverse reazioni biochimiche nel corpo, tra cui la sintesi proteica, la funzione muscolare e nervosa, il controllo glicemico e la regolazione della pressione arteriosa.

L’integrazione di magnesio è utile per evitare bassi livelli di magnesio nel sangue che possono portare a:

• Crampi
• Problemi cardiaci
• Depressione e ansia
• Alta pressione sanguigna
• Insonnia
• Stanchezza

L’ossido di magnesio è ampiamente utilizzato come substrato per la crescita di pellicole diamantate , pellicole ad alta resistenza dielettrica e pellicole superconduttrici ad alta temperatura , trovando ulteriori applicazioni mediche, domestiche e industriali.