Magnesium (Z=12): Das wesentliche Element für Biologie und Industrie
Wesentliche Rolle von Magnesium
DERMagnesium(Symbol Mg, Ordnungszahl 12) ist ein chemisches Element, das für viele biologische und industrielle Prozesse von entscheidender Bedeutung ist. Es kommt reichlich in der Erdkruste vor und spielt eine entscheidende Rolle bei der Photosynthese, der Nervenübertragung sowie verschiedenen chemischen Reaktionen.
Beitrag von Magnesium zu lebenswichtigen Prozessen
Magnesium ist ein essentieller Cofaktor für mehr als 300 enzymatische Reaktionen im menschlichen Körper, darunter Energieproduktion, Proteinsynthese und Regulierung der Muskel- und Nervenfunktion. Es ist außerdem ein wichtiger Bestandteil von Chlorophyll, das für die Photosynthese der Pflanzen notwendig ist.
Geschichte der Entdeckung
1755: Erste Identifizierung durch Joseph Black Magnesium wurde vom schottischen Chemiker Joseph Black isoliert, der seine einzigartigen Eigenschaften bei der Untersuchung von Kalk und Alkalien identifizierte.
1808: Isolierung von Magnesium durch Humphry Davy Magnesium wurde erstmals von Humphry Davy isoliert, der die Elektrolyse von Magnesiumoxid nutzte, um das reine Element zu extrahieren.
Atombau
Verfassung:Das Magnesiumatom hat 12 Protonen, 12 Neutronen und 12 Elektronen, seine elektronische Konfiguration ist 1s² 2s² 2p⁶ 3s². Isotope:
Magnesium-24 (²⁴Mg): stabiles Isotop, das etwa 79 % des natürlichen Stickstoffs ausmacht.
Magnesium-25 (²⁵Mg): stabiles Isotop, das in der wissenschaftlichen Forschung für Anwendungen in der Kernphysik verwendet wird.
Magnesium-26 (²⁶Mg): stabiles Isotop, wird auch für geochemische Isotopenstudien verwendet.
Physikalische Eigenschaften
Leichtmetall, silberfarben, glänzend und formbar.
Molmasse: ~24.305 g/mol
Schmelzpunkt: 923 K (650 °C)
Siedepunkt: 1380 K (1107 °C)
Dichte: ~1.738 g/cm³
Elektrischer und thermischer Leiter.
Reagiert heftig mit heißem Wasser unter Bildung von Wasserstoff und Magnesiumhydroxid.
Chemische Reaktivität
Reagiert mit Sauerstoff unter Bildung eines festen, weißen Magnesiumoxids (MgO), einer feuerfesten Verbindung.
Reagiert mit heißem Wasser unter Freisetzung von Wasserstoff und Bildung von Magnesiumhydroxid (Mg(OH)₂).
Bildet Legierungen mit anderen Metallen wie Aluminium, die in der Flugzeugindustrie verwendet werden.
Industrielle und technologische Anwendungen
Verwendung bei der Herstellung von Leichtmetalllegierungen für die Luftfahrt und Automobile.
Herstellung von feuerfesten Produkten wie Ofensteinen, die in der metallurgischen Industrie verwendet werden.
Entscheidende Rolle bei chemischen Prozessen wie der Herstellung von Chlor und Wasserstoff durch Elektrolyse.
Verwendung bei der Herstellung von Magnesia, einem Material, das bei der Herstellung von Keramik und Glas verwendet wird.
Anwendungen in Energiespeichertechnologien, beispielsweise Magnesiumbatterien.
Biologische und ökologische Rolle
Wesentlicher Bestandteil von Chlorophyll, der die Photosynthese in Pflanzen ermöglicht.
Beteiligt sich an der Regulierung der Herz-, Muskel- und Nervenfunktionen beim Menschen.
Magnesium ist ein Schlüsselmineral bei der Aktivierung vieler Enzyme, die für den Zellstoffwechsel notwendig sind.
Umwelt- und Industriethemen
Magnesiumreserven sind in der Erdkruste reichlich vorhanden, doch Gewinnung und Ressourcenmanagement bleiben eine ökologische Herausforderung.
Magnesiumlegierungen können recycelt werden, allerdings ist dies immer noch energieintensiv und teuer.
Belastung durch Magnesiumemissionen bei der industriellen Produktion, insbesondere bei Leichtmetallen.
