Ocurrencia, propiedades y usos
Conocido originalmente a través de compuestos como las sales de Epsom (el sulfato), la magnesia o magnesia alba (el óxido) y la magnesita (el carbonato), el elemento blanco plateado no se encuentra libre en la naturaleza. Fue aislado por primera vez en 1808 por Sir Humphry Davy, quien evaporó el mercurio de una amalgama de magnesio hecha por electrólisis de una mezcla de magnesia húmeda y óxido mercúrico. El nombre de magnesio proviene de Magnesia, un distrito de Tesalia (Grecia) donde se encontró por primera vez el mineral magnesia alba.
El magnesio es el octavo elemento más abundante en la corteza terrestre (alrededor del 2,5%) y es, después del aluminio y el hierro, el tercer metal estructural más abundante. Su abundancia cósmica se estima en 9,1 × 105 átomos (en una escala en la que la abundancia del silicio es de 106 átomos). Se encuentra en forma de carbonatos -magnesita, MgCO3, y dolomita, CaMg(CO3)2- y en muchos silicatos comunes, como el talco, el olivino y la mayoría de los tipos de amianto. También se encuentra como hidróxido (brucita), cloruro (carnallita, KMgCl3∙6H2O) y sulfato (kieserita). Se distribuye en minerales como la serpentina, la crisolita y el meerschaum. El agua de mar contiene aproximadamente un 0,13 por ciento de magnesio, principalmente como cloruro disuelto, lo que le confiere su característico sabor amargo.
El magnesio se produce comercialmente por electrólisis de cloruro de magnesio fundido (MgCl2), procesado principalmente a partir de agua de mar y por la reducción directa de sus compuestos con agentes reductores adecuados -por ejemplo, a partir de la reacción del óxido de magnesio o de la dolomita calcinada con ferrosilicio (proceso Pidgeon). (Ver procesamiento del magnesio.)
En una época, el magnesio se utilizaba para la cinta y el polvo de flash fotográfico, porque en forma finamente dividida arde en el aire con una intensa luz blanca; todavía encuentra aplicación en dispositivos explosivos y pirotécnicos. Debido a su baja densidad (sólo dos tercios de la del aluminio), se ha utilizado ampliamente en la industria aeroespacial. Sin embargo, como el metal puro tiene poca resistencia estructural, el magnesio se utiliza principalmente en forma de aleaciones -principalmente con un 10% o menos de aluminio, zinc y manganeso- para mejorar su dureza, resistencia a la tracción y capacidad de fundición, soldadura y mecanizado. Las técnicas de fundición, laminación, extrusión y forja se emplean con las aleaciones, y la fabricación posterior de la lámina, placa o extrusión resultante se lleva a cabo mediante operaciones normales de conformación, unión y mecanizado. El magnesio es el metal estructural más fácil de mecanizar y se ha utilizado a menudo cuando se requiere un gran número de operaciones de mecanizado. Las aleaciones de magnesio tienen numerosas aplicaciones: se utilizan para piezas de aviones, naves espaciales, maquinaria, automóviles, herramientas portátiles y electrodomésticos.
La conductividad térmica y eléctrica del magnesio y su punto de fusión son muy similares a los del aluminio. Mientras que el aluminio es atacado por los álcalis pero es resistente a la mayoría de los ácidos, el magnesio es resistente a la mayoría de los álcalis pero es fácilmente atacado por la mayoría de los ácidos para liberar hidrógeno (los ácidos crómico y fluorhídrico son excepciones importantes). A temperaturas normales es estable en el aire y el agua debido a la formación de una fina piel protectora de óxido, pero es atacado por el vapor. El magnesio es un potente agente reductor y se utiliza para producir otros metales a partir de sus compuestos (por ejemplo, titanio, circonio y hafnio). Reacciona directamente con muchos elementos.
El magnesio se presenta en la naturaleza como una mezcla de tres isótopos: magnesio-24 (79,0 por ciento), magnesio-26 (11,0 por ciento) y magnesio-25 (10,0 por ciento). Se han preparado diecinueve isótopos radiactivos; el magnesio-28 tiene la vida media más larga, de 20,9 horas, y es un emisor beta. Aunque el magnesio-26 no es radiactivo, es el nucleido hijo del aluminio-26, que tiene una vida media de 7,2 × 105 años. Se han encontrado niveles elevados de magnesio-26 en algunos meteoritos, y la relación entre el magnesio-26 y el magnesio-24 se ha utilizado para determinar su edad.
Los principales productores de magnesio en la segunda década del siglo XXI fueron China, Rusia, Turquía y Austria.