Магний - широко распространенный в природе металл, имеющий огромное биогенное значение для человека. Он является составной частью большого количества различных минералов, морской воды, гидротермальных вод.

Свойства

Серебристый блестящий металл, очень легкий и пластичный. Немагнитный, обладает высокой теплопроводностью. При нормальных условиях на воздухе покрывается оксидной пленкой. При нагревании свыше 600 °С металл горит с выделением большого количества тепла и света. Горит в углекислом газе и активно реагирует с водой, поэтому его бесполезно тушить традиционными способами.

Магний не взаимодействует со щелочами, реагирует с кислотами с выделением водорода. Устойчив к галогенам и их соединениям; например, не взаимодействует с фтором, плавиковой кислотой, сухим хлором, йодом, бромом. Не разрушается под воздействием нефтепродуктов. Магний малостоек к коррозии, этот недостаток исправляют добавлением в сплав небольших количеств титана, марганца, цинка, циркония.

Магний необходим для здоровья сердечно-сосудистой и нервной систем, для синтеза белов и усвоения организмом глюкозы, жиров и аминокислот. Оротат магния (витамин В13) играет важную роль в обмене веществ, нормализует сердечную деятельность, препятствует отложению холестерина на стенках сосудов, увеличивает работоспособность организма спортсменов, не уступая по эффективности стероидным препаратам.

Получают магний различными способами, из природных минералов и морской воды.

Применение

Большая часть добываемого магния используется для производства магниевых конструкционных сплавов, востребованных в авиационной, автомобильной, атомной, химической, нефтеперерабатывающей промышленности, в приборостроении. Магниевые сплавы отличаются легкостью, прочностью, высокой удельной жесткостью, хорошей обрабатываемостью. Они немагнитны, отлично отводят тепло, обладают в 20 раз большей устойчивостью к вибрации, чем легированная сталь. Магниевые сплавы применяются для изготовления резервуаров для хранения бензина и нефтепродуктов, деталей атомных реакторов, отбойных молотков, пневмотруб, вагонов; емкостей и насосов для работы с плавиковой кислотой, для хранения брома и йода; корпусов ноутбуков и фотоаппаратов.
- Магний широко используется для получения некоторых металлов методом восстановления (ванадий, цирконий, титан, бериллий, хром и т. д.); для придания стали и чугуну лучших механических характеристик, для очистки алюминия.
- В чистом виде входит в состав многих полупроводников.
- В химической промышленности порошковый магний используют для осушения органических веществ, например, спирта, анилина. Магнийорганические соединения применяются в сложном химическом синтезе (например, для получения витамина А).
- Порошок магния востребован в ракетной технике в качестве высококалорийного горючего. В военном деле - при производстве осветительных ракет, трассирующих боеприпасов, зажигательных бомб.
- Чистый магний и его соединения идут на изготовление химических мощных источников тока.
- Окись магния применяется для изготовления тиглей и металлургических печей, огнеупорного кирпича, при изготовлении синтетической резины.
- Кристаллы фторида магния востребованы в оптике.
- Гидрид магния представляет собой твердый порошок, содержащий большой процент водорода, который легко получить нагреванием. Вещество используется в качестве «хранилища» водорода.
- Сейчас реже, но раньше порошок магния широко использовался в химических фотовспышках.
- Соединения магния используют для отбеливания и протравливания тканей, для изготовления теплоизоляционных материалов, особых сортов кирпича.
- Магний входит в состав многих лекарственных средств, как внутреннего, так и наружного (бишофит) применения. Его используют как противосудорожное, слабительное, седативное, сердечное, противоспазматическое средство, для регуляции кислотности желудочного сока, как антидот при отравлении кислотами, как дезинфицирующее желудочное средство, для лечения травм и суставов.
- Магний стеарат используется в фармацевтической и косметической промышленности как наполнитель таблеток, пудры, кремов, теней; в пищевой промышленности применяется как пищевая добавка Е470, предупреждающая слеживание продуктов.

В химическом магазине «ПраймКемикалсГрупп» вы можете купить химический магний и его различные соединения - магний стеарат, бишофит магний хлористый, магний углекислый и другие, а также широкий спектр хим реактивов , лабораторной посуды и других товаров для лабораторий и производства. Цены и уровень сервиса вам понравятся!

Магний – это жизненно важный микроэлемент, щелочноземельный металл, без которого не обходятся основные этапы метаболизма. Обозначается символом Mg , латинское название Magnesium. Элемент открыт в 1755 году.

Метаболизм (или обмен веществ) является основой жизнедеятельности любого живого организма, представляет собой каскад химических реакций, которые обеспечивают организм необходимыми веществами, а также достаточным количеством энергии. В метаболизме участвуют витамины, микроэлементы, ферменты и множество других соединений. Магний участвует во многих биохимических реакциях и является одним из важнейших компонентов в регуляции большинства физиологических процессов. Без магния невозможна активация не менее трехсот ферментов, а также витаминов группы В. Магний принимает участие во всех видах обмена: углеводном, липидном и белковом. Этот микроэлемент необходим для поддержания электролитного баланса.

Особая роль принадлежит магнию в функционировании нервной и мышечной тканей, которые обладают спонтанной электрической активностью и проводимостью: магний в данном случае регулирует проницаемость клеточных мембран для других ионов и адекватную работу калий/натриевого насоса в них. Не последнюю роль играет магний в иммунологических процессах организма.

Магний участвует в терморегуляции организма, обмене кальция, натрия, аскорбиновой кислоты, фосфора, в синтезе фосфолипидов, оказывает сосудорасширяющее действие и препятствует агрегации эритроцитов. В организме магний активен в виде ионов Mg двухвалентного, так как только в такой форме он может образовывать соединения с органическими веществами и выполнять свои функции в биохимических процессах.

Потребность в магнии

Суточная потребность организма в магнии в среднем составляет около 400 мг . Для беременных женщин эта цифра возрастает до 450 мг .

Детям необходимо ежесуточное поступление 200 мг микроэлемента.

У спортсменов и людей, подвергающихся высокой физической нагрузке, потребность в магнии значительно возрастает – до 600 мг/сут , особенно во время длительных тренировок, в стрессовых ситуациях.

В организме микроэлемент распределяется в тканях органов и систем, при этом наибольшая концентрация его наблюдается в печени, в костях, в мышцах и в тканях центральной и периферической нервной системы. Попадает в организм с пищей, водой и солью. Выводится в основном кишечником и, в меньшей степени, почками.

Для определения содержания ионов магния в организме проводится анализ крови , взятой из локтевой вены с утра натощак, перед сдачей анализа необходимо воздержаться от приема солей магния не менее чем на трое суток. В норме этот показатель составляет: у взрослых от 0,66 ммоль/л до 1,07 ммоль/л (для категории 20-60 лет) и от 0,66 ммоль/л до 0,99 моль/л (для категории 60-90 лет), у детей от 0,70 ммоль/л до 0,95 ммоль/л (возраст 5 мес.-6 лет) и от 0,70 моль/л до 0,86 ммоль/л (6-9 лет).

Причиной повышения концентрации магния в плазме крови может послужить почечная недостаточность, надпочечниковая недостаточность и обезвоживание различного происхождения. Снижение концентрации наблюдается при остром панкреатите, недостаточном поступлении магния с пищей, во 2 и 3 триместре беременности, при дефиците витамина Д, а также при усиленной функции паращитовидных желез, алкоголизме.

Для поддержания нормального уровня магния в плазме крови организм берет его из так называемых «депо» - органов и тканей. Поэтому указанные показатели долгое время могут оставаться на должном уровне, то есть в пределах нормы, даже если в организм поступает недостаточное количество магния. Изменение нормальных показателей в плазме крови говорит о далеко зашедшем процессе.

Дефицит магния

О дефиците магния в организме могут сигнализировать ряд симптомов, выраженных в большей или меньшей степени. Нередко, несмотря на плохое самочувствие, люди не обращают внимания на их появление, списывая все на большую загруженность на работе и усталость. Нарушение сна, повышенная утомляемость, так называемый «синдром хронической усталости», снижение памяти, головокружение, головная боль, депрессия и плаксивость – все это может быть следствием недостаточного количества магния.

Со стороны сердечно-сосудистой системы это: аритмия , боль в грудной клетке . Со стороны ЖКТ: спастические боли в области желудка, поносы. Появляются «необъяснимые» боли в различных областях тела: деснах, конечностях, суставах. Судороги в икроножных мышцах, различные тики, тремор конечностей. Наблюдается повышенная ломкость ногтей и волос, сухость кожи, кариес. Длительно существующий дефицит магния значительно повышает риск развития сахарного диабета.

Женщины переносят дефицит магния хуже, чем мужчины. Это связано с различной физиологией мужчин и женщин. Женщинам магний необходим для нормальной менструальной и репродуктивной функции. В зависимости от фазы менструального цикла в женском организме колеблется концентрация магния. Достоверно известно, что симптомы предменструального синдрома (ПМС), а именно: раздражительность, увеличение веса, отечность, зябкость и другие многочисленные явления, связаны именно с дефицитом магния.

Избыток микроэлемента магния не менее вреден для здоровья. В большой концентрации магний тормозит усвоение организмом кальция (магний замещает его). При концентрации его в плазме крови 15-18 мг% вызывает наркоз. Признаки избытка магния в организме: общее угнетение нервной системы, сонливость и вялость. Также может возникнуть остеопороз, снижение артериального давления, брадикардия (урежение сердечных сокращений).

Передозировка

Передозировка магния может наблюдаться при неправильном дозировании препаратов магния, в основном при внутривенном введении. Не стоит опасаться избыточного поступления в организм с пищей , так как в повседневном рационе присутствуют в основном рафинированные продукты, бедные магнием. Часть микроэлемента теряется при термической обработке и при консервации. Поэтому рекомендуется употреблять овощи и фрукты по возможности в сыром виде. Недостаточно магния получают жители районов, где мягкая питьевая вода.

Как уже указывалось ранее, источниками магния для организма являются: пища, вода (жесткая), соль. К продуктам, богатым солями магния относятся: крупы (гречневая и пшенная), бобовые (горох, фасоль), арбуз, шпинат, салат, молоко, тахинная халва, орехи. Богаты этим микроэлементом некоторые сорта хлеба – ржаной, и в меньшей степени пшеничный.

Черный шоколад полезен не только известным антиоксидантным и тонизирующим свойством, но и высоким содержанием магния. В мясной продукции содержание магния не так велико, по сравнению с крупами. Совсем немного его содержится в яблоках и сливах. Сухофрукты богаты различными элементами, в том числе и магнием, особенно это относится к кураге, инжиру, бананам. Лидером по содержанию магния является кунжут.

При необходимости с профилактической или лечебной целью назначают препараты магния, которые доступны в аптечной сети без рецепта врача. Однако не рекомендуется самостоятельно начинать прием препаратов без предварительной консультации специалиста. Только он может достоверно определить есть ли необходимость в приеме данных препаратов, и подберет правильный режим приема и дозировку с учетом возраста, физической активности и пола. Часто достаточным оказывается коррекция питания.

Взаимодействие с другими веществами

В организме магний и препараты, содержащие его, взаимодействуют с другими микро и макроэлементами, при этом оказывая синергическое (взаимодополняющее) или антагонистическое (противоположное) действие друг на друга. Так, витамин В6 улучшает усвоение магния и проникновение его внутрь клетки. Соли кальция уменьшают всасывание магния в желудочно-кишечном тракте, если одновременно попадают туда, так как они являются антагонистами.

Полезным будет знать, что препараты, содержащие магний снижают всасывание, а, следовательно, и эффективность антибиотиков тетрациклинового ряда. Поэтому рекомендуется соблюсти трехчасовой интервал между приемом этих медикаментов. Таким же образом влияет магний на препараты железа и антикоагулянты, принимаемые внутрь.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Магний - двенадцатый элемент Периодической таблицы. Обозначение - Mg от латинского «magnesium». Расположен втретьем периоде, IIА группе. Относится к металлам. Заряд ядра равен 12.

Магний весьма распространен в природе. В больших количествах он встречается в виде карбоната магния, образуя минералы магнезит MgCO 3 и доломит MgCO 3 ×CaCO 3 . Сульфат и хлорид магния входят в состав минералов каинита KCl×MgSO 4 ×3H 2 O и карналлита KCl×MgCl 2 ×6H 2 O. Ион Mg 2+ содержится в морской воде, сообщая ей горький вкус. Общее количество магния в земной коре составляет около 2% (масс.).

В виде простого вещества магний представляет собой серебристо-белый (рис. 1), очень легкий металл. На воздухе он мало изменяется, так как быстро покрывается тонким слоем оксида, защищающего его от дальнейшего окисления.

Рис. 1. Магний. Внешний вид.

Атомная и молекулярная масса магния

Относительной молекулярная масса вещества (M r) - это число, показывающее, во сколько раз масса данной молекулы больше 1/12 массы атома углерода, а относительная атомная масса элемента (A r) — во сколько раз средняя масса атомов химического элемента больше 1/12 массы атома углерода.

Поскольку в свободном состоянии магний существует в виде одноатомных молекул Mg, значения его атомной и молекулярной масс совпадают. Они равны 24,304.

Изотопы магния

Известно, что в природе магний может находиться в виде трех стабильных изотопов 24 Mg (23,99%), 25 Mg (24,99%) и 26 Mg (25,98%). Их массовые числа равны 24, 25 и 26 соответственно. Ядро атома изотопа магния 24 Mg содержит двенадцать протонов и двенадцать нейтронов, а изотопов 25 Mg и 26 Mg- такое же количество протонов, тринадцать и четырнадцать нейтронов соответственно.

Существуют искусственные изотопы магния с массовыми числами от 5-ти до 23-х и от 27-ми до 40-ка.

Ионы магния

На внешнем энергетическом уровне атома магния имеется два электрона, которые являются валентными:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 .

В результате химического взаимодействия маний отдает свои валентные электроны, т.е. является их донором, и превращается в положительно заряженный ион:

Mg 0 -2e → Mg 2+ .

Молекула и атом магния

В свободном состоянии магний существует в виде одноатомных молекул Mg. Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу магния:

Сплавы магния

Главная область применения металлического магния - это получение на его основе различных легких сплавов. Прибавка к магнию небольших количеств других металлов резко изменяет его механические свойства, сообщая сплаву значительную твердость, прочность и сопротивляемость коррозии.

Особенно ценными свойствами обладают сплавы, называемые электронами. Они относятся к трем системам: Mg-Al-Zn, Mg-Mn и Mg-Zn-Zr. Наиболее широкое применение имеют сплавы системы Mg-Al-Zn, содержащие от 3 до 10% алюминия и от 0,2 до 3% цинка. Достоинством магниевых сплавов является их малая плотность (около 1,8 г/см 3).

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Это природный транквилизатор и антистрессовый минерал!

Магний - один из самых распространенных элементов в природе, является неотъемлемым компонентом костей и зубной эмали у человека и животных, а у растений входит в состав хлорофилла. Ионы магния содержатся в питьевой воде, а в морской воде много хлористого магния.

В организме содержится 20-30 г магния. Примерно 1% магния находится в жидкостях организма, а остальные 99% в костной (около 40%) и в мягких тканях (около 59%).

Продукты богатые магнием

Указано ориентировочное наличие в 100 г продукта

Суточная потребность в магнии 400-500 мг.

Потребность магния возрастает при:

• стрессе;
• содержании в рационе большого количества белка;
• быстром формировании новых тканей - у детей, бодибилдеров;
• беременности и кормлении грудью;
• приеме мочегонных средств.

Усваиваемость

Магний всасывается в основном в двенадцатиперстной кишке и немного в толстой кишке. Но хорошо всасываются только органические соединения магния, например, органические соединения магния в составе комплексов с аминокислотами, органическими кислотами (лактат магния, цитрат магния) и пр. Неорганические соли (сульфат магния) всасываются очень плохо.

Избыточное поступление в организм кальция (Ca), фосфора (P), натрия (Na), жиров ухудшает усвоение магния. Пищевые волокна связывают магний, а избыточное количество алкоголя, кофеина и калия (K) увеличивают потери магния с мочой.

Полезные свойства магния и его влияние на организм

Магний играет значительную роль в организме - он необходим для нормального функционирования около 300 ферментов. Вместе с кальцием (Ca) и фосфором (P) магний участвует в формировании здоровых костей.

Магний необходим для обмена глюкозы, аминокислот, жиров, транспорта питательных веществ, требуется для выработки энергии. Магний участвует в процессе синтеза белков, передаче генетической информации, нервных сигналов. Необходим для поддержания сердечно-сосудистой системы в здоровом состоянии. Адекватный уровень магния уменьшает вероятность сердечных приступов.

Магний нормализует деятельность мышц, снижает содержание холестерина, способствует очищению организма от некоторых видов токсических веществ.

Магний вместе с Витамином B6 (Пиридоксин) предупреждает образование камней в почках. Если не хватает только магния, почечные камни чаще всего бывают фосфатными (соединения кальция с фосфором), а если не хватает только Витамина B6 - появляются оксалатные камни (соединения кальция (Ca) с щавелевой кислотой).

Он известен как антистрессовое вещество - дополнительное количество магния способствует повышению устойчивости к стрессу. Соли магния угнетают рост злокачественных образований.

Также магний помогает в борьбе с переутомлением - рекомендуется употреблять добавки, содержащие магний, при хронических переутомлениях.

Взаимодействие с другими эссенциальными элементами

Магний совместно с натрием (Na) и фосфором (P) участвует в мышечной и нервной деятельности организма. Витамин D регулирует обмен магния, тем самым способствует повышению эффективности его действия. Витамин E , витамин B6 и калий (K) также улучшают обмен магния. При нехватке магния калий (K) не удерживается внутри клеток.

В организме человека кальций и магний должны находиться в определенном соотношении друг с другом. Считается, что это соотношение должно быть не больше чем 1:0,6. Так, при дефиците магния, кальций будет теряться с мочой, а избыток кальция, в свою очередь, вызывает дефицит магния.

Нехватка и переизбыток магния

Признаки нехватки магния

• бессонница, утренняя усталость (даже после долгого сна);
• раздражительность, повышенная чувствительность к шуму, недовольство;
• головокружение, потеря равновесия;
• появление мерцающих точек перед глазами;
• изменения в кровяном давлении, нарушение сердцебиения;
• мышечные спазмы, судороги, подергивания;
• спазматические боли в желудке, сопровождающиесяпоносом;
• выпадение волос, ломкость ногтей;
• частые головные боли.

Признаки избытка магния

• сонливость, нарушение координации, речи;
• заторможенность;
• замедление пульса;
• тошнота, рвота, понос;
• сухость слизистых оболочек (особенно полости рта).

К повышенному содержанию магния в крови (гипермагниемия) приводит избыточный прием препаратов магния, без компенсации добавками кальция (Ca).

Факторы, влияющие на содержание магния в продуктах

Современные методы обработки пищевых продуктов снижают содержание магния. Даже из богатых магнием продуктов он теряется, если продукты вымачивать в воде, но не использовать в пищу отвары и настои.

Все началось с фотосинтеза. Любопытно отметить, что оценивать значение магния для нашего организма и последствия его дефицита начали тогда же, когда были открыты секреты фотосинтеза растений,- всего лишь несколько десятков лет назад.

Процесс постоянного образования органической материи начался миллиарды лет назад, когда на Земле появились пигменты, вызывающие химические реакции путем абсорбции солнечных лучей. Решающую роль в этом сыграли «фоточувствительные» вещества из группы , образовавшиеся из простых соединений - и глицерина. Однако только с появлением магниевой производной порфирина в виде хлорофилла началась естественная история высших форм органической жизни. Хлорофилл обладает способностью проводить необратимую фотохимическую реакцию, энергия которой кумулируется в устойчивых биохимических соединениях.

Процесс фотосинтеза оформился, вероятно, в конце докембрийского периода (около 1000 млн. лет назад). Структура хлорофилла очень близка структуре гема - основной составной части пигмента крови. Разница состоит в том, что в состав хлорофилла входит магний (ион магния), а в состав гема, гемоглобина - (ион железа). Это открытие профессора Ягеллонского университета Леона Марклевского подтвердило связь эволюции растительного и животного мира.

Растения чахнут, когда в почве мало магния, они медленнее растут, листья их становятся бледными и преждевременно желтеют. Добавление солей магния в почву полностью возвращает растениям « ».

Можно сказать, что с человеком происходит то же самое, хотя... все куда сложнее. Человек не может быть здоровым, если в пище недостаточно магния. К этому выводу пришли участники первого конгресса по болезням, вызванным дефицитом магния. Конгресс проходил в мае 1971 г. в Виттеле. Иону магния отводится особая роль почти во всех происходящих в организме процессах. Так, в иммунных процессах он выступает как фактор противострессовый, противотоксичный, противоаллергический, противоанафилактический (вид чувствительности), противовоспалительный, защищающий от ионизирующего излучения, регулирующий температуру, стимулирующий и принимающий участие в создании антител. Магний действует расслабляюще и снижает чувствительность организма. Именно тогда, на конгрессе в Виттеле профессор Дюрлах сказал: «Знамением современного цивилизованного мира является постоянно снижающийся уровень иона магния».

Похоже, что болезни цивилизации в значительной мере вызваны дефицитом магния в организме человека. Так что стоит приглядеться к магнию повнимательнее.

Мы получаем магний из почвы - через продукты питания растительного происхождения и продукты, полученные от животных, питающихся растительностью. Так что в наш организм попадает столько магния, сколько находится его в почве.

Между тем в почве магния мало. В 40 % польских земель отмечен дефицит магния, в 34 % земель - среднее содержание, а менее чем в 26 % - достаточное или высокое. Искусственные удобрения или совсем не обогащают почву магнием или она получает его слишком мало. Например, в 1971-1975 гг. среднее количество добавленного в польские земли магния составило 10-12 кг окиси магния (MgO) на 1 га возделываемых земель. Много это или мало? Пшеница при урожае 40 ц/га должна получить из почвы около 17 кг с 1 га MgO, а сахарная свекла при урожае всего лишь 350 ц/га - около 66 кг.

Конечно, количество необходимых магниевых удобрений зависит от содержания магния в почве и вида выращиваемых растений. Обычно это от 130 до 260 кг/га. Из такого количества кизерита (магниевого удобрения) в почву переходит 30-60 кг окиси магния и, кроме того, 15-31 кг окиси калия. Навоз содержит 0,18 % магния, а это значит, что если мы вносим на 1 га 300 кг навоза, то получает около 54 кг Mg. Этого определенно мало.

В состав хлорофилла входит 2,7 % магния. Ионы магния регулируют степень гидратации клетки. При недостатке магния в растениях ограничивается процесс испарения воды, а при избытке - растение интенсивно всасывает воду, так что почва пересыхает в пределах корневой системы.

Для интересующихся приводим таблицу.