Hořčík (Mg)

Hořčík a voda: reakční mechanismy, vliv na životní prostředí a účinky na zdraví

Hořčík je přítomen v mořské vodě v množství přibližně 1300 mg/l. Po sodíku je to nejvíce obyčejně nalezený kation v oceánech. Řeky obsahují přibližně 4 mg/l hořčíku, mořské řasy 6000-20,000 mg/kg a ústřice 1200 mg/kg.
Norma pitné vody je 20-30 mg/l.
Za tvrdost vody je zodpovědný hořčík a jiné kovy alkalických zemin. Voda obsahující velké množství iontů alkalických zemin se nazývá tvrdá voda a voda obsahující malá množství těchto iontů se nazývá měkká voda.

Jakým způsobem a v jaké formě reaguje hořčík s vodou?

Kovy hořčíku nejsou při teplotě místnosti ovlivněny vodou. Hořčík je obecně pomalu reagující prvek, ale reaktivita se zvyšuje s hladinou kyslíku. Hořčík reaguje s vodní párou a mění se na hydroxid hořečnatý a plynný vodík:

Mg (s) + 2H20 (g) -> Mg (OH) 2 (aq) + H2 (g)

Požáry hořčíku nelze uhasit vodou. Hořčík pokračuje v hoření i po vyčerpání kyslíku. Poté reaguje s dusíkem ze vzduchu za vzniku nitridu hořečnatého (Mg3N2). Při pokusech o uhašení požáru hořčíku vodou začne agresivně reagovat s vodíkovým plynem. Pro uhašení musí být hořčíkový oheň zasypán pískem.
Příkladem sloučeniny hořčíku je fosfid hořečnatý (Mg3P2), pachová šedá pevná látka. Když se tato sloučenina dostane do styku s vodou nebo vlhkým vzduchem, rozloží se a vytvoří se fosfin (PH3). Jedná se o toxickou sloučeninu a je také velmi hořlavý ve vzduchu.

Rozpustnost hořčíku a sloučenin hořčíku

Hořčík je přítomen hlavně jako Mg2 + (vodný) ve vodných roztocích, ale také jako MgOH + (aq) a Mg (OH) 2 (aq). V mořské vodě lze také nalézt MgS04.
Rozpustnost hydroxidu hořečnatého ve vodě je 12 mg/l. Jiné sloučeniny hořčíku jsou jasně více rozpustné ve vodě, například uhličitan hořečnatý (600 mg/l). Síran hořečnatý přidává do vody hořkou chuť a má rozpustnost ve vodě 309 g/l při 10 °C.

Proč je hořčík přítomen ve vodě?

Velký počet minerálů obsahuje hořčík, například dolomit (uhličitan hořečnatý vápenatý; CaMg (CO3) 2) a magnezit (uhličitan hořečnatý; MgCO3). Hořčík se vypere z hornin a následně skončí ve vodě.
Hořčík má mnoho různých účelů a následně může skončit ve vodě mnoha různými způsoby. Chemický průmysl přidává hořčík do plastů a jiných materiálů jako protipožární opatření nebo jako plnivo. Rovněž končí v životním prostředí z aplikace hnojiv az krmiva pro dobytek. Síran hořečnatý se používá v pivovarech a hydroxid hořečnatý se používá jako flokulant v čistírnách odpadních vod. Hořčík je také mírné projímadlo. Slitiny hořčíku se používají v karoseriích automobilů a letadel.
Během 2. světové války hořčík byl aplikován v ohnivých bombách, aby způsobit hlavní požáry ve městech. Vývoj těchto pum zavádí metodu získávání hořčíku z mořské vody.

Jaké jsou environmentální účinky hořčíku ve vodě?

Hořčík je důležitý minerál pro jakýkoliv organismus, kromě hmyzu. Je to hlavní atom molekuly chlorofylu, a proto je nutný pro fotosyntézu rostlin. Hořčík nelze nalézt pouze v mořské vodě, ale také v řekách a dešťové vodě, což způsobuje, že se přirozeně šíří po celém životním prostředí.
Hořčík nemá negativní účinky na zdraví lidí a zvířat.
Environmentální problémy nepřímo způsobené hořčíkem ve vodě jsou způsobeny použitím změkčovadel. Jak bylo popsáno dříve, tvrdost je částečně způsobena hořčíkem. Ionty vápníku a hořčíku (zejména vápníku) negativně ovlivňují čistící sílu detergentů, protože tvoří téměř nerozpustné soli s mýdlem.
Tvrdost vody se může v jednotlivých regionech lišit, proto není přidávání změkčovadel do detergentů nutné v oblastech, které obsahují pouze měkkou vodu.

Jaké jsou zdravotní účinky hořčíku ve vodě?

Lidské tělo obsahuje asi 25 g hořčíku, z toho 60% je přítomno v kostech a 40% je přítomno ve svalech a v jiných tkáních. Je to důležitý minerál pro člověka, jeden z mikroprvků, které jsou zodpovědné za membránové funkce, přenos nervových stimulantů, svalovou kontrakci, konstrukci proteinů a replikaci DNA. Hořčík a vápník často vykonávají stejné funkce v lidském těle a jsou obecně antagonistické.
Nejsou známy žádné případy otravy hořčíkem. Při velkých perorálních dávkách může hořčík způsobit zvracení a průjem. Vysoké dávky hořčíku v medicíně a potravinových doplňcích mohou způsobit uvolnění svalů, nervové problémy, deprese a změny osobnosti.

Jaké technologie čištění vody lze použít k odstranění hořčíku z vody?

Sloučeniny hořčíku se obvykle odstraňují z vody, protože hořčík vytváří vodu tvrdou. Toho je dosaženo změkčením vody.