Forekomst, egenskaber og anvendelser
Magnesium er oprindeligt kendt gennem forbindelser som Epsom-salt (sulfat), magnesia eller magnesia alba (oxid) og magnesit (karbonat), men det sølvhvide grundstof forekommer ikke frit i naturen. Det blev første gang isoleret i 1808 af Sir Humphry Davy, som fordamper kviksølvet fra et magnesiumamalgam fremstillet ved elektrolyse af en blanding af fugtig magnesia og kviksølvoxid. Navnet magnesium kommer fra Magnesia, et distrikt i Thessalien (Grækenland), hvor mineralet magnesia alba først blev fundet.
Magnesium er det ottende hyppigste grundstof i jordskorpen (ca. 2,5 procent) og er efter aluminium og jern det tredje mest rigelige strukturelle metal. Dets kosmiske hyppighed anslås til 9,1 × 105 atomer (på en skala, hvor hyppigheden af silicium = 106 atomer). Det forekommer som karbonater – magnesit, MgCO3, og dolomit, CaMg(CO3)2 – og i mange almindelige silikater, herunder talkum, olivin og de fleste former for asbest. Det findes også som hydroxid (brucit), chlorid (carnallit, KMgCl3∙6H2O) og sulfat (kieserit). Det er fordelt i mineraler som serpentin, chrysolit og meerskaum. Havvand indeholder ca. 0,13 % magnesium, hovedsagelig som opløst chlorid, der giver den karakteristiske bitre smag.
Magnesium fremstilles kommercielt ved elektrolyse af smeltet magnesiumchlorid (MgCl2), der hovedsagelig behandles fra havvand og ved direkte reduktion af dets forbindelser med egnede reduktionsmidler – f.eks. fra reaktionen af magnesiumoxid eller brændt dolomit med ferrosilicium (Pidgeon-processen). (Se magnesiumforarbejdning.)
På et tidspunkt blev magnesium brugt til fotografisk flashbånd og pulver, fordi det i fint opdelt form brænder i luft med et intenst hvidt lys; det finder stadig anvendelse i eksplosive og pyrotekniske anordninger. På grund af sin lave massefylde (kun to tredjedele af aluminiums) har det fundet omfattende anvendelse i luft- og rumfartsindustrien. Da det rene metal imidlertid har en lav strukturel styrke, anvendes magnesium hovedsagelig i form af legeringer – hovedsageligt med 10 % eller mindre aluminium, zink og mangan – for at forbedre dets hårdhed, trækstyrke og evne til at blive støbt, svejset og bearbejdet. Legeringerne anvendes til støbning, valsning, ekstrudering og smedning, og den videre fremstilling af den resulterende plade, plade eller ekstrudering foregår ved normal formning, sammenføjning og bearbejdning. Magnesium er det letteste konstruktionsmetal at bearbejde og er ofte blevet anvendt, når der er behov for et stort antal bearbejdningsoperationer. Magnesiumlegeringer har en række anvendelsesmuligheder: de anvendes til dele af fly, rumfartøjer, maskiner, biler, bærbare værktøjer og husholdningsapparater.
Magnesiums termiske og elektriske ledningsevne og dets smeltepunkt er meget lig dem for aluminium. Mens aluminium angribes af alkalier, men er modstandsdygtigt over for de fleste syrer, er magnesium modstandsdygtigt over for de fleste alkalier, men angribes let af de fleste syrer for at frigøre hydrogen (chromsyre og flussyre er vigtige undtagelser). Ved normale temperaturer er det stabilt i luft og vand på grund af dannelsen af en tynd beskyttende hud af oxyd, men det angribes af damp. Magnesium er et stærkt reduktionsmiddel og bruges til at fremstille andre metaller fra deres forbindelser (f.eks. titan, zirconium og hafnium). Det reagerer direkte med mange grundstoffer.
Magnesium forekommer i naturen som en blanding af tre isotoper: magnesium-24 (79,0 procent), magnesium-26 (11,0 procent) og magnesium-25 (10,0 procent). Der er fremstillet 19 radioaktive isotoper; magnesium-28 har den længste halveringstid på 20,9 timer og er en beta-stråler. Selv om magnesium-26 ikke er radioaktivt, er det datternuklidet af aluminium-26, som har en halveringstid på 7,2 × 105 år. Der er fundet forhøjede niveauer af magnesium-26 i nogle meteoritter, og forholdet mellem magnesium-26 og magnesium-24 er blevet brugt til at bestemme deres alder.
De største producenter af magnesium i det andet årti af det 21. århundrede omfattede Kina, Rusland, Tyrkiet og Østrig.