Magnésium (Z=12) : L'élément essentiel pour la biologie et l'industrie
Rôle essentiel du magnésium
Le Magnésium (symbole Mg, numéro atomique 12) est un élément chimique vital pour de nombreux processus biologiques et industriels. Il est abondant dans la croûte terrestre et joue un rôle crucial dans la photosynthèse, la transmission nerveuse, ainsi que dans diverses réactions chimiques.
Contribution du magnésium aux processus vitaux
Le magnésium est un cofacteur essentiel pour plus de 300 réactions enzymatiques dans le corps humain, incluant la production d'énergie, la synthèse des protéines et la régulation de la fonction musculaire et nerveuse. Il est également un composant clé de la chlorophylle, nécessaire à la photosynthèse des plantes.
Histoire de la découverte
1755 : Première identification par Joseph Black Le magnésium a été isolé par le chimiste écossais Joseph Black, qui a identifié ses propriétés uniques tout en étudiant la chaux et les alcalins.
1808 : Isolation du magnésium par Humphry Davy Le magnésium a été isolé pour la première fois par Humphry Davy, qui a utilisé l'électrolyse de l'oxyde de magnésium pour en extraire l'élément pur.
Structure atomique
Constitution : L'atome de magnésium possède 12 protons, 12 neutrons et 12 électrons, sa configuration électronique étant 1s² 2s² 2p⁶ 3s². Isotopes :
Magnésium-24 (²⁴Mg) : isotope stable, représentant environ 79 % de l'azote naturel.
Magnésium-25 (²⁵Mg) : isotope stable, utilisé en recherche scientifique pour les applications en physique nucléaire.
Magnésium-26 (²⁶Mg) : isotope stable, également utilisé pour des études isotopiques géochimiques.
Propriétés physiques
Métal léger, de couleur argentée, brillant et malléable.
Masse molaire : ~24.305 g/mol
Point de fusion : 923 K (650 °C)
Point d’ébullition : 1380 K (1107 °C)
Densité : ~1.738 g/cm³
Conducteur électrique et thermique.
Réagit vigoureusement avec l'eau chaude pour produire de l'hydrogène et de l'hydroxyde de magnésium.
Réactivité chimique
Réagit avec l'oxygène pour former un oxyde de magnésium (MgO) solide, blanc, qui est un composé réfractaire.
Réagit avec l'eau chaude, libérant de l'hydrogène et formant de l'hydroxyde de magnésium (Mg(OH)₂).
Forme des alliages avec d'autres métaux, comme l'aluminium, utilisés dans l'industrie aéronautique.
Applications industrielles et technologiques
Utilisation dans la production d'alliages légers pour l'aéronautique et l'automobile.
Production de produits réfractaires comme les briques de four, utilisées dans les industries métallurgiques.
Rôle crucial dans les procédés chimiques comme la production de chlore et d'hydrogène par électrolyse.
Utilisation dans la fabrication de la magnésie, un matériau utilisé dans la fabrication de céramiques et de verres.
Applications dans les technologies de stockage d'énergie, comme dans les batteries au magnésium.
Rôle biologique et écologique
Composant essentiel dans la chlorophylle, permettant la photosynthèse des plantes.
Participe à la régulation des fonctions cardiaques, musculaires et nerveuses chez l'humain.
Le magnésium est un minéral clé dans l'activation de nombreuses enzymes nécessaires au métabolisme cellulaire.
Enjeux environnementaux et industriels
Les réserves de magnésium sont abondantes dans la croûte terrestre, mais la gestion de l'extraction et des ressources reste un défi environnemental.
Les alliages de magnésium peuvent être recyclés, mais cela reste énergivore et coûteux.
Pollution par les émissions de magnésium lors de la production industrielle, notamment dans les métaux légers.
