Magnesium (Symbol Mg), silberweißes - Physik

Magnesium (Symbol Mg), silberweißes metallisches Element mit der Ordnungszahl 12, das in der
zweiten Hauptgruppe des Periodensystems unter Beryllium steht. Magnesium wird häufig zusammen
mit den Elementen Calcium, Barium und Strontium zu den Erdalkalimetallen gezählt. Das ist nicht ganz
korrekt, denn das Element zeigt chemisch eher ähnliche Eigenschaften wie Lithium und Zink – dieses
Phänomen bezeichnet man in der Chemie als Schrägbeziehung und lässt sich auch bei anderen
Elementen in analoger Weise beobachten (z. B. Beryllium und Aluminium, Bor und Silicium).
Eigenschaften und Vorkommen
Mit Hilfe der Schmelzflusselektrolyse gelang es 1808 dem britischen Chemiker Sir Humphry Davy
erstmals Magnesium in metallischer Form darzustellen. Fast 80 Jahre später (1886) begann man in
Deutschland das Metall in großtechnischem Maßstab (ebenfalls via Elektrolyse) aus geschmolzenem
Carnallit (KMgCl3) zu erzeugen – dazu verwendet man heute beispielsweise wasserfreies
Magnesiumchlorid (MgCl2).
Beim Erhitzen ist Magnesium geschmeidig und formbar. Mit Ausnahme von Beryllium ist es das
leichteste Metall, das unter normalen Bedingungen stabil bleibt. Metallisches Magnesium wird von
Sauerstoff, Wasser und Alkalien bei Raumtemperatur nicht angegriffen, reagiert aber mit Säuren
(Säuren und Basen). Erhitzt man Magnesium auf circa 800 °C, so reagiert es mit Sauerstoff und sendet
ein gleißend weißes Licht aus. Magnesium schmilzt bei 649 °C, siedet bei 1 107 °C und besitzt eine
relative Dichte von 1,74. Die Atommasse des Elements liegt bei 24,305 u.
Magnesium rangiert in seiner natürlichen Häufigkeit bei den Elementen der Erdkruste an sechster
Position. In der Natur tritt es nur in Verbindung mit anderen Elementen auf, besonders in den Mineralien
Carnallit, Dolomit und Magnesit. Außerdem findet man es in vielen gesteinsbildenden Silicaten und
Salzen (beispielsweise als Magnesiumchlorid) sowie im Meer und anderen salzhaltigen Gewässern.
Magnesium ist essentieller (lebensnotwendiger) Bestandteil für die Pflanzen- und Tierwelt. So bildet
Magnesium in den Molekülen des Pflanzenfarbstoffes Chlorophyll das Zentralatom. In diesem
Zusammenhang spielt das Element eine wichtige Rolle bei der Assimilation von Kohlendioxid (Siehe
auch Photosynthese). Im menschlichen Organismus ist Magnesium beispielsweise in den Knochen und
Zähnen enthalten.
Verwendung
Magnesium bildet zweiwertige Verbindungen, darunter beispielsweise Magnesiumcarbonat (MgCO 3),
das bei der Reaktion eines Magnesiumsalzes mit Natriumcarbonat entsteht. Das Carbonat wird z. B. als
feuerfestes und wärmeisolierendes Material eingesetzt. Außerdem nutzt man es u. a. als Füllstoff in der
Papier- und Kunststoffherstellung. Magnesiumchlorid (MgCl2 · 6 H2O) lässt sich durch Reaktion von
Magnesiumcarbonat oder -oxid mit Salzsäure erhalten. Neben der Verwendung zur
Magnesiummetallproduktion dient das Chlorid beispielsweise auch als Füllstoff für Baumwoll- und
Wollgewebe. Magnesiumoxid (MgO), auch gebrannte Magnesia, entsteht beim Verbrennen von
Magnesium in Sauerstoff oder beim Erhitzen von Magnesiumcarbonat. Je nach Herstellungsverfahren
gibt es verschiedene Magnesiumoxidtypen. Als hitzebeständiges und isolierendes Material dient z. B.
Sinter- oder Schmelzmagnesia. Magnesia-Causter findet beispielsweise als Fußbodenbelag für
Innenräume Verwendung (es ist nicht wasserbeständig). Darüber hinaus werden Magnesiumoxide bei
der Herstellung von Baustoffen (z. B. besondere Zementsorten) sowie der Stahlerzeugung eingesetzt.
Magnesiumcitrat (Mg3(C6H5O7)2 · 4 H2O) lässt sich durch Reaktion von Magnesiumcarbonat mit
Citronensäure gewinnen und findet in der Medizin sowie in der Lebensmittelindustrie Verwendung.
Magnesiumhydroxid (Mg(OH)2) wird in der Medizin als Laxans (Abführmittel) und bei der
Zuckerraffination eingesetzt. Magnesiumsulfat (MgSO4 · 7 H2O) ist auch unter dem Namen Bittersalz
bekannt und wird ebenfalls als Abführmittel sowie in der Düngemittel- und Textilindustrie verwendet.
Die Hauptmengen an Magnesium werden zu Legierungen verarbeitet – diese gelten als
korrosionsbeständig, extrem leicht und sehr zugfest. Man setzt diese Legierungen dort ein, wo leichte
Materialien gefragt sind: Legierungen mit Aluminium, Mangan, Nickel, Zink, Zirconium oder Kupfer
werden in unterschiedlichen Zusammensetzungen produziert. Sie finden als Werkstoff für Flugzeuge, in
künstlichen Gliedmaßen, Staubsaugern, optischen Geräten sowie in Skiern, Schubkarren,
Rasenmähern und für Freiluftausstattungen Verwendung.
Das unlegierte Metall benutzte man früher als Blitzlicht beim Photographieren. Heutzutage benutzt man
es in der Pyrotechnik in Leuchtsätzen und in Magnesiumfackeln. Größere Bedeutung hat es besonders
in den USA als Entschwefelungs- und Desoxidationsmittel in der Eisen- und Stahlindustrie erlangt.
Es gibt recht unterschiedliche Angaben für die jährliche Weltproduktion an Magnesium, das in der
Hüttenindustrie Verwendung findet – die Werte liegen laut Schätzungen zwischen 300 000 und
350 000 Tonnen pro Jahr. 1
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