Карбонат магнію

Карбона́т ма́гнію, ма́гній карбона́т — неорганічна сполука складу MgCO₃. За звичайних умов є білими кристалами, що мають діамагнітні властивості.

Карбонат магнію
Назва за IUPAC	магній карбонат
Інші назви	магній вуглекислий
Ідентифікатори
Номер CAS	546-93-0
Номер EINECS	208-915-9
DrugBank	DB09481
KEGG	C12893
ChEBI	31793
RTECS	OM2470000
Код ATC	A02AA01 і A06AD01
SMILES	C(=O)([O-])[O-].[Mg+2][1]
InChI	InChI=1S/CH2O3.Mg/c2-1(3)4;/h(H2,2,3,4);/q;+2/p-2
Властивості
Молекулярна формула	MgCO3
Молярна маса	84,314 г/моль
Зовнішній вигляд	білі кристали
Густина	3,05 г/см³
Тпл	розкл. при 350 °C
Розчинність (вода)	0,18 г / 100 г (20 °C)
Розчинність (етанол)	нерозчинний
Показник заломлення (nD)	1,717
Структура
Кристалічна структура	гексагональна
Термохімія
Ст. ентальпія утворення ΔfHo 298	-1095,8 кДж/моль
Ст. ентропія So 298	65,7 Дж/(моль·K)
Теплоємність, co p	75,51 Дж/(моль·K)
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
Інструкція з використання шаблону
Примітки картки

У холодній воді він не розчиняється (ДР=6,82⋅10^-6), а в гарячій переходить у гідроксокарбонат Mg₂(OH)₂CO₃.

Застосовується у виготовленні вогнетривких матеріалів, пігментів. Використовується як харчовий додаток (E504).

Поширення у природі

Магнезит

У земній корі карбонат магнію може перебувати у вільному стані, у формі кристалогідратів, а також у складі осно́вних і подвійних солей.

Чистому карбонату магнію відповідає мінерал магнезит. До кристалогідратів відносяться: баррингтоніт^[it] MgCO₃·2H₂O, несквегоніт MgCO₃·3H₂O і лансфордит MgCO₃·5H₂O.

До мінералів з осно́вним складом (суміш карбонату і гідроксиду магнію) належать: артиніт MgCO₃·Mg(OH)₂·3H₂O, гідромагнезит 4MgCO₃·Mg(OH)₂·4H₂O, дипінгіт^[en] 4MgCO₃·Mg(OH)₂·5H₂O, йошикаваїт 4MgCO₃·Mg(OH)₂·8H₂O.

Серед подвійних солей значне поширення має доломіт CaCO₃·MgCO₃ — разом з магнезитом він відноситься до основних джерел для отримання карбонату магнію, а також чистого магнію. До інших розповсюджених мінералів належать такі, що містять:

• спільний іон магнію: брейннерит (Mg,Fe)CO₃, MgCO₃·MgCl₂·7H₂O, MgCO₃·MgBr₂·7H₂O, MgCO₃·MgBr₂·8H₂O;
• спільний карбонат-іон: MgCO₃·Na₂CO₃, MgCO₃·K₂CO₃·8H₂O, MgCO₃·KHCO₃·4H₂O, MgCO₃·NH₄CO₃·4H₂O, MgCO₃·Na₂CO₃.

Отримання

Основним способом добування карбонату магнію є переробка мінеральної сировини.

До застосовуваних синтетичних способів належить, зокрема, обробка суспензії гідроксиду магнію вуглекислим газом під тиском 3,5—5 атм і за температури нижче 50 °C, внаслідок чого утворюється гідрокарбонат магнію, який потім прокалюють у струмені сухого повітря при 130 °C:

${\displaystyle \mathrm {Mg(OH)_{2}+2CO_{2}\longrightarrow Mg(HCO_{3})_{2}} }$

${\displaystyle \mathrm {Mg(HCO_{3})_{2}{\xrightarrow {130^{o}C}}\ MgCO_{3}+CO_{2}+H_{2}O} }$

Також застосовується метод, що полягає у взаємодії карбонатів з іншими солями магнію:

${\displaystyle \mathrm {MgSO_{4}+2KHCO_{3}\longrightarrow MgCO_{3}+K_{2}SO_{4}+H_{2}O+CO_{2}} }$

${\displaystyle \mathrm {MgCl_{2}+CaCO_{3}\longrightarrow MgCO_{3}+CaCl_{2}} }$

Такі реакції проводять в умовах високого тиску вуглекислого газу, оскільки безводний MgCO₃ в інший спосіб виділити не вдається.

Хімічні властивості

При нагріванні понад 350 °C карбонат магнію розкладається на оксид магнію і CO₂

${\displaystyle \mathrm {MgCO_{3}{\xrightarrow {350-650^{o}C}}\ MgO+CO_{2}} }$

У воді він не розчинний, однак при дії вуглекислого газу може утворювати розчинний гідрокарбонат, який зумовлює наявність тимчасової твердості води та руйнується при кипінні:

${\displaystyle \mathrm {MgCO_{3}+CO_{2}+H_{2}O\rightleftarrows Mg(HCO_{3})_{2}} }$

У гарячій воді він також може утворювати гідроксокарбонат, який із часом, у присутності вуглекислого газу, розкладається до вихідного карбонату:

${\displaystyle \mathrm {2MgCO_{3}+H_{2}O\rightleftarrows Mg_{2}(OH)_{2}CO_{3}+CO_{2}} }$

Як й інші карбонати, MgCO₃ є нестійким до дії кислот:

${\displaystyle \mathrm {MgCO_{3}+2HF\longrightarrow MgF_{2}+H_{2}O+CO_{2}} }$

${\displaystyle \mathrm {MgCO_{3}+2HCl\longrightarrow MgCl_{2}+H_{2}O+CO_{2}} }$

${\displaystyle \mathrm {MgCO_{3}+2(NH_{4})_{2}SO_{4(conc.)}{\xrightarrow {t}}\ MgSO_{4}+2NH_{3}+H_{2}O+CO_{2}} }$

Застосування

Карбонат магнію застосовують у виготовленні вогнетривкої цегли, футеровки металургійних печей, цементу. Він є пігментом у фарбах, кераміці. Його добавки у пластик збільшують вогнестійкість матеріалу і зменшують димоутворення. Високочистий карбонат у медицині є препаратом антацидної дії.

У харчовій промисловості карбонат магнію відіграє роль фіксатора забарвлення, регулятора кислотності, антиспікаючого агента. У переліку харчових додатків він має код E504^[2].

Див. також

• Доломіт
• Твердість води