मैग्नीशियम (Mg): रासायनिक गुण और अभिक्रियाएँ

रासायनिक गुणों का अवलोकन

मैग्नीशियम (Mg) एक क्षारीय मृदा धातु है, जो आवर्त सारणी के समूह 2 और आवर्त 3 में स्थित है।

• अभिक्रियाशीलता श्रृंखला में स्थिति: Mg एक सक्रिय धातु है, जो अभिक्रियाशीलता श्रृंखला में हाइड्रोजन से ऊपर स्थित है। यह अम्लों और पानी से (विशिष्ट परिस्थितियों में) हाइड्रोजन को विस्थापित करने की इसकी प्रबल प्रवृत्ति को दर्शाता है।
• विद्युतऋणात्मकता: इसकी विद्युतऋणात्मकता (पॉलिंग पैमाने पर: 1.31) कम होती है, जो इसके धात्विक चरित्र और स्थायी Mg²⁺ आयन बनाने के लिए अपने दो संयोजकता इलेक्ट्रॉनों को आसानी से खोने की प्रवृत्ति को दर्शाती है।
• सामान्य अभिक्रियाशीलता: मैग्नीशियम एक काफी अभिक्रियाशील धातु है। यह नम हवा में मैग्नीशियम ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड की एक पतली, सुरक्षात्मक परत बनने के कारण धीरे-धीरे धूमिल होता है। हवा या ऑक्सीजन में जलाने पर यह चमकदार सफेद लौ के साथ जलता है।

हवा और ऑक्सीजन की क्रिया

गर्म करने पर मैग्नीशियम हवा के साथ आसानी से अभिक्रिया करता है।

1. ऑक्सीजन के साथ अभिक्रिया (दहन)

मैग्नीशियम रिबन ऑक्सीजन में चमकदार सफेद लौ के साथ जलकर मैग्नीशियम ऑक्साइड बनाता है।

2Mg(s) + O₂(g) → 2MgO(s)

2. नाइट्रोजन के साथ अभिक्रिया

जब मैग्नीशियम हवा में जलता है, तो यह नाइट्रोजन के साथ भी अभिक्रिया करके मैग्नीशियम नाइट्राइड बनाता है, हालांकि यह अभिक्रिया ऑक्सीजन की तुलना में धीमी होती है।

3Mg(s) + N₂(g) → Mg₃N₂(s)

मैग्नीशियम नाइट्राइड पानी के साथ अभिक्रिया करके मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड और अमोनिया बनाता है:

Mg₃N₂(s) + 6H₂O(l) → 3Mg(OH)₂(s) + 2NH₃(g)

पानी और भाप की क्रिया

मैग्नीशियम पानी और भाप के साथ अभिक्रिया करता है, अभिक्रिया की तीव्रता तापमान पर निर्भर करती है।

1. ठंडे पानी के साथ अभिक्रिया

मैग्नीशियम ठंडे पानी के साथ बहुत धीमी गति से अभिक्रिया करके मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड और हाइड्रोजन गैस बनाता है। अभिक्रिया धीमी होती है क्योंकि बनने वाला अघुलनशील Mg(OH)₂ धातु की सतह को ढक लेता है, जिससे आगे की अभिक्रिया रुक जाती है।

Mg(s) + 2H₂O(l) → Mg(OH)₂(s) + H₂(g)

2. उबलते पानी के साथ अभिक्रिया

उबलते पानी के साथ अभिक्रिया तेज़ होती है क्योंकि उच्च तापमान पर Mg(OH)₂ परत कम चिपचिपी होती है, और बढ़ी हुई गतिज ऊर्जा अभिक्रिया को बढ़ावा देती है।

Mg(s) + 2H₂O(l) → Mg(OH)₂(s) + H₂(g)

3. भाप के साथ अभिक्रिया

मैग्नीशियम भाप (लाल तप्त अवस्था में) के साथ तेज़ी से अभिक्रिया करके मैग्नीशियम ऑक्साइड और हाइड्रोजन गैस बनाता है। यहाँ, उच्च तापमान पर Mg(OH)₂ उत्पाद MgO में विघटित हो जाता है।

Mg(s) + H₂O(g) → MgO(s) + H₂(g)

अम्लों और क्षारों की क्रिया

1. तनु अम्लों के साथ अभिक्रिया

मैग्नीशियम तनु अम्लों जैसे हाइड्रोक्लोरिक अम्ल और सल्फ्यूरिक अम्ल के साथ आसानी से अभिक्रिया करके मैग्नीशियम लवण और हाइड्रोजन गैस बनाता है।

• तनु हाइड्रोक्लोरिक अम्ल (HCl) के साथ:

  Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl₂(aq) + H₂(g)
  

• तनु सल्फ्यूरिक अम्ल (H₂SO₄) के साथ:

  Mg(s) + H₂SO₄(aq) → MgSO₄(aq) + H₂(g)
  

• तनु नाइट्रिक अम्ल (HNO₃) के साथ: मैग्नीशियम एक प्रबल अपचायक है। बहुत तनु नाइट्रिक अम्ल के साथ, यह अमोनियम नाइट्रेट बनाता है।

  4Mg(s) + 10HNO₃(dilute) → 4Mg(NO₃)₂(aq) + NH₄NO₃(aq) + 3H₂O(l)
  

  मध्यम तनु नाइट्रिक अम्ल के साथ, यह अक्सर नाइट्रस ऑक्साइड (N₂O) या नाइट्रिक ऑक्साइड (NO) बनाता है।

  4Mg(s) + 10HNO₃(moderately dilute) → 4Mg(NO₃)₂(aq) + N₂O(g) + 5H₂O(l)
  

  3Mg(s) + 8HNO₃(moderately dilute) → 3Mg(NO₃)₂(aq) + 2NO(g) + 4H₂O(l)
  

2. सांद्र अम्लों के साथ अभिक्रिया

• सांद्र सल्फ्यूरिक अम्ल (H₂SO₄) के साथ: मैग्नीशियम सांद्र सल्फ्यूरिक अम्ल को सल्फर डाइऑक्साइड में अपचयित करता है।

  Mg(s) + 2H₂SO₄(conc) → MgSO₄(aq) + SO₂(g) + 2H₂O(l)
  

• सांद्र नाइट्रिक अम्ल (HNO₃) के साथ: मैग्नीशियम सांद्र नाइट्रिक अम्ल को नाइट्रोजन डाइऑक्साइड में अपचयित करता है।

  Mg(s) + 4HNO₃(conc) → Mg(NO₃)₂(aq) + 2NO₂(g) + 2H₂O(l)
  

### 3. क्षारों (क्षारकों) के साथ अभिक्रिया
मैग्नीशियम धातु सोडियम हाइड्रॉक्साइड (NaOH) या पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड (KOH) जैसे प्रबल क्षारों के ठंडे या गर्म विलयनों के साथ अभिक्रिया नहीं करती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि Mg(OH)₂ एक दुर्बल क्षार है और अतिरिक्त क्षार में नहीं घुलता है।

## Mg²⁺ आयनों के लिए प्रमुख प्रयोगशाला परीक्षण/पहचान अभिक्रियाएँ

मैग्नीशियम आयनों (Mg²⁺) को लवण विश्लेषण में निम्नलिखित परीक्षणों का उपयोग करके पहचाना जाता है:

### 1. सोडियम हाइड्रॉक्साइड (NaOH) के साथ अभिक्रिया
जब Mg²⁺ आयन युक्त विलयन में NaOH विलयन मिलाया जाता है, तो मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड का एक सफेद अवक्षेप बनता है। यह अवक्षेप अतिरिक्त NaOH में अघुलनशील होता है।

```chemical
Mg²⁺(aq) + 2NaOH(aq) → Mg(OH)₂(s) + 2Na⁺(aq)

Mg²⁺(aq) + 2OH⁻(aq) → Mg(OH)₂(s) (White precipitate)

2. अमोनियम हाइड्रॉक्साइड (NH₄OH) के साथ अभिक्रिया

• अमोनियम क्लोराइड (NH₄Cl) की अनुपस्थिति में: यदि Mg²⁺ के विलयन में NH₄OH मिलाया जाता है, तो Mg(OH)₂ का एक सफेद अवक्षेप बनता है।

  Mg²⁺(aq) + 2NH₄OH(aq) → Mg(OH)₂(s) + 2NH₄⁺(aq)
  

• अमोनियम क्लोराइड (NH₄Cl) की उपस्थिति में: NH₄Cl की उपस्थिति में NH₄OH मिलाने पर Mg(OH)₂ का कोई अवक्षेप नहीं बनता है। यह सम-आयन प्रभाव के कारण होता है: NH₄Cl, NH₄OH के वियोजन को दबा देता है, जिससे OH⁻ आयनों की सांद्रता Mg(OH)₂ के विलेयता गुणनफल (Ksp) से नीचे चली जाती है, जिससे इसका अवक्षेपण रुक जाता है। यह समूह IIIB के धनायनों (Fe³⁺, Al³⁺, Cr³⁺) से एक महत्वपूर्ण अंतर है जो इन परिस्थितियों में अवक्षेपित होते हैं।

3. फॉस्फेट परीक्षण (मैग्नीशियम अमोनियम फॉस्फेट परीक्षण)

यह Mg²⁺ आयनों के लिए एक निश्चित परीक्षण है, जो अमोनियाकल माध्यम (NH₄OH/NH₄Cl बफर) में किया जाता है। जब NH₄Cl और NH₄OH की उपस्थिति में Mg²⁺ आयनों वाले विलयन में डाइसोडियम हाइड्रोजन फॉस्फेट (Na₂HPO₄) मिलाया जाता है, तो मैग्नीशियम अमोनियम फॉस्फेट का एक सफेद क्रिस्टलीय अवक्षेप बनता है।

Mg²⁺(aq) + NH₄⁺(aq) + HPO₄²⁻(aq) → MgNH₄PO₄(s) + H⁺(aq)

वैकल्पिक रूप से, सरलीकृत:

Mg²⁺(aq) + NH₄OH(aq) + Na₂HPO₄(aq) → MgNH₄PO₄(s) + 2Na⁺(aq) + H₂O(l)

(सफेद क्रिस्टलीय अवक्षेप, अक्सर धीरे-धीरे प्रकट होता है)

4. मैग्नेसन अभिकर्मक परीक्षण (अधिशोषण सूचक परीक्षण)

मैग्नेसन अभिकर्मक (4-(p-नाइट्रोफेनिलएज़ो)रेसोर्सिनॉल) एक कार्बनिक रंग है। Mg²⁺ आयनों और एक क्षारीय माध्यम (जैसे NaOH) की उपस्थिति में, Mg(OH)₂ बनता है, जो मैग्नेसन रंग को अधिशोषित करके एक विशिष्ट नीला अवक्षेप या “झील” बनाता है।

Mg²⁺(aq) + 2OH⁻(aq) → Mg(OH)₂(s)

Mg(OH)₂(s) + मैग्नेसन अभिकर्मक → नीला अवक्षेप / झील