Ocorrência, propriedades, e usos
Conhecido originalmente através de compostos como os sais de Epsom (o sulfato), magnésia ou magnésia alba (o óxido), e magnesite (o carbonato), o elemento branco prateado em si não ocorre livre na natureza. Foi isolado pela primeira vez em 1808 por Sir Humphry Davy, que evaporou o mercúrio de uma amálgama de magnésio feita por eletrolise de uma mistura de magnésia úmida e óxido de mercúrio. O nome magnésio vem de Magnesia, um distrito da Tessália (Grécia) onde a magnésia mineral alba foi encontrada pela primeira vez.
Magnésio é o oitavo elemento mais abundante na crosta terrestre (cerca de 2,5 por cento) e é, depois do alumínio e do ferro, o terceiro metal estrutural mais abundante. Sua abundância cósmica é estimada em 9,1 × 105 átomos (em uma escala onde a abundância de silício = 106 átomos). Ocorre como carbonatos -magnesita, MgCO3 e dolomita, CaMg(CO3)2 – e em muitos silicatos comuns, incluindo talco, olivina e a maioria dos tipos de amianto. Também é encontrado como hidróxido (brucite), cloreto (carnalite, KMgCl3∙6H2O), e sulfato (kieserite). Ele é distribuído em minerais como serpentina, crisólito e meerschaum. A água do mar contém cerca de 0,13% de magnésio, principalmente como o cloreto dissolvido, que confere seu sabor amargo característico.
Magnésio é produzido comercialmente por eletrólise de cloreto de magnésio fundido (MgCl2), processado principalmente a partir da água do mar e pela redução direta de seus compostos com agentes redutores adequados – por exemplo, a partir da reação de óxido de magnésio ou dolomita calcinada com ferrosilício (o processo Pidgeon). (Ver processamento de magnésio.)
Uma vez, o magnésio foi usado para fita e pó fotográfico com flash, pois de forma finamente dividida queima no ar com uma luz branca intensa; ainda encontra aplicação em dispositivos explosivos e pirotécnicos. Devido à sua baixa densidade (apenas dois terços da do alumínio), tem encontrado grande utilização na indústria aeroespacial. Entretanto, como o metal puro tem baixa resistência estrutural, o magnésio é usado principalmente na forma de ligas – principalmente com 10% ou menos de alumínio, zinco e mangano – para melhorar sua dureza, resistência à tração e capacidade de ser fundido, soldado e usinado. As técnicas de fundição, laminação, extrusão e forjamento são todas empregadas com as ligas, e a fabricação posterior da chapa, chapa ou extrusão resultante é realizada por operações normais de conformação, união e usinagem. O magnésio é o metal estrutural mais fácil de usinar e tem sido frequentemente utilizado quando um grande número de operações de usinagem é necessário. As ligas de magnésio têm várias aplicações: são utilizadas para peças de aeronaves, naves espaciais, máquinas, automóveis, ferramentas portáteis e aparelhos domésticos.
A condutividade térmica e elétrica do magnésio e seu ponto de fusão são muito semelhantes aos do alumínio. Enquanto o alumínio é atacado por alcalinos mas é resistente à maioria dos ácidos, o magnésio é resistente à maioria dos alcalinos mas é prontamente atacado pela maioria dos ácidos para libertar hidrogénio (os ácidos crómico e hidrofluorídrico são excepções importantes). A temperaturas normais é estável no ar e na água devido à formação de uma fina pele protectora de óxido, mas é atacado pelo vapor. O magnésio é um poderoso agente redutor e é utilizado para produzir outros metais a partir dos seus compostos (por exemplo, titânio, zircónio e háfnio). Ele reage diretamente com muitos elementos.
Magnésio ocorre na natureza como uma mistura de três isótopos: magnésio-24 (79,0 por cento), magnésio-26 (11,0 por cento), e magnésio-25 (10,0 por cento). Dezenove isótopos radioativos foram preparados; o magnésio-28 tem a maior meia-vida, com 20,9 horas, e é um emissor de beta. Embora o magnésio-26 não seja radioativo, é o nuclídeo filha do alumínio-26, que tem uma meia-vida de 7,2 × 105 anos. Níveis elevados de magnésio-26 foram encontrados em alguns meteoritos, e a proporção de magnésio-26 para magnésio-24 tem sido usada na determinação de sua idade.
Os maiores produtores de magnésio na segunda década do século 21 incluíram China, Rússia, Turquia, e Áustria.