మెగ్నీషియం (Mg): రసాయనిక ధర్మాలు మరియు చర్యలు
రసాయనిక ధర్మాల అవలోకనం
మెగ్నీషియం (Mg) ఒక ఆల్కలీన్ ఎర్త్ మెటల్, ఆవర్తన పట్టికలో గ్రూప్ 2 మరియు పీరియడ్ 3లో ఉంటుంది.
- చర్యాశీలత శ్రేణిలో స్థానం: Mg ఒక క్రియాశీల లోహం, ఇది చర్యాశీలత శ్రేణిలో హైడ్రోజన్ పైన ఉంటుంది. ఇది ఆమ్లాలు మరియు నీటి నుండి (నిర్దిష్ట పరిస్థితులలో) హైడ్రోజన్ను తొలగించడానికి దాని బలమైన ప్రవృత్తిని సూచిస్తుంది.
- ఎలక్ట్రోనెగటివిటీ: దీనికి తక్కువ ఎలక్ట్రోనెగటివిటీ (పాలింగ్ స్కేల్: 1.31) ఉంటుంది, ఇది దాని లోహ స్వభావాన్ని మరియు స్థిరమైన Mg²⁺ అయాన్లను ఏర్పరచడానికి దాని రెండు వేలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్లను సులభంగా కోల్పోయే ప్రవృత్తిని ప్రతిబింబిస్తుంది.
- సాధారణ చర్యాశీలత: మెగ్నీషియం ఒక సాపేక్షంగా క్రియాశీల లోహం. ఇది తేమతో కూడిన గాలిలో నెమ్మదిగా రంగు మారుతుంది, ఇది మెగ్నీషియం ఆక్సైడ్ మరియు హైడ్రాక్సైడ్ యొక్క సన్నని, రక్షిత పొర ఏర్పడటం వల్ల జరుగుతుంది. గాలిలో లేదా ఆక్సిజన్లో మండినప్పుడు, ఇది అద్భుతమైన తెల్లని మంటతో మండుతుంది.
గాలి మరియు ఆక్సిజన్ చర్య
మెగ్నీషియం వేడిచేసినప్పుడు గాలితో సులభంగా చర్య జరుపుతుంది.
1. ఆక్సిజన్తో చర్య (దహనం)
మెగ్నీషియం రిబ్బన్ ఆక్సిజన్లో ప్రకాశవంతమైన తెల్లని మంటతో మండి మెగ్నీషియం ఆక్సైడ్ను ఏర్పరుస్తుంది.
2Mg(s) + O₂(g) → 2MgO(s)
2. నైట్రోజన్తో చర్య
మెగ్నీషియం గాలిలో మండినప్పుడు, అది నైట్రోజన్తో కూడా చర్య జరిపి మెగ్నీషియం నైట్రైడ్ను ఏర్పరుస్తుంది, అయితే ఈ చర్య ఆక్సిజన్తో పోలిస్తే నెమ్మదిగా ఉంటుంది.
3Mg(s) + N₂(g) → Mg₃N₂(s)
మెగ్నీషియం నైట్రైడ్ నీటితో చర్య జరిపి మెగ్నీషియం హైడ్రాక్సైడ్ మరియు అమ్మోనియాను ఏర్పరుస్తుంది:
Mg₃N₂(s) + 6H₂O(l) → 3Mg(OH)₂(s) + 2NH₃(g)
నీరు మరియు నీటి ఆవిరి చర్య
మెగ్నీషియం నీరు మరియు నీటి ఆవిరితో చర్య జరుపుతుంది, చర్య యొక్క తీవ్రత ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
1. చల్లటి నీటితో చర్య
మెగ్నీషియం చల్లటి నీటితో చాలా నెమ్మదిగా చర్య జరిపి మెగ్నీషియం హైడ్రాక్సైడ్ మరియు హైడ్రోజన్ వాయువును ఏర్పరుస్తుంది. ఏర్పడిన కరగని Mg(OH)₂ లోహం ఉపరితలాన్ని కప్పి, తదుపరి చర్యను నిరోధించడం వల్ల ఈ చర్య నెమ్మదిగా ఉంటుంది.
Mg(s) + 2H₂O(l) → Mg(OH)₂(s) + H₂(g)
2. మరుగుతున్న నీటితో చర్య
మరుగుతున్న నీటితో చర్య వేగంగా ఉంటుంది, ఎందుకంటే అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద Mg(OH)₂ పొర తక్కువ అంటుకునే స్వభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు పెరిగిన గతి శక్తి చర్యను ప్రోత్సహిస్తుంది.
Mg(s) + 2H₂O(l) → Mg(OH)₂(s) + H₂(g)
3. నీటి ఆవిరితో చర్య
మెగ్నీషియం నీటి ఆవిరితో (ఎరుపు వేడి వద్ద) తీవ్రంగా చర్య జరిపి మెగ్నీషియం ఆక్సైడ్ మరియు హైడ్రోజన్ వాయువును ఏర్పరుస్తుంది. ఇక్కడ, అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద Mg(OH)₂ ఉత్పత్తి MgO గా వియోగం చెందుతుంది.
Mg(s) + H₂O(g) → MgO(s) + H₂(g)
ఆమ్లాలు మరియు క్షారాల చర్య
1. విలీన ఆమ్లాలతో చర్య
మెగ్నీషియం హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లం మరియు సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం వంటి విలీన ఆమ్లాలతో సులభంగా చర్య జరిపి మెగ్నీషియం లవణాలు మరియు హైడ్రోజన్ వాయువును ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
- విలీన హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లం (HCl) తో:
Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl₂(aq) + H₂(g) - విలీన సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం (H₂SO₄) తో:
Mg(s) + H₂SO₄(aq) → MgSO₄(aq) + H₂(g) - విలీన నైట్రిక్ ఆమ్లం (HNO₃) తో: మెగ్నీషియం ఒక బలమైన క్షయకరణ కారకం. చాలా విలీన నైట్రిక్ ఆమ్లంతో, అది అమ్మోనియం నైట్రేట్ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
మధ్యస్థ విలీన నైట్రిక్ ఆమ్లంతో, ఇది తరచుగా నైట్రస్ ఆక్సైడ్ (N₂O) లేదా నైట్రిక్ ఆక్సైడ్ (NO) ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.4Mg(s) + 10HNO₃(dilute) → 4Mg(NO₃)₂(aq) + NH₄NO₃(aq) + 3H₂O(l)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. గాఢ ఆమ్లాలతో చర్య
- గాఢ సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం (H₂SO₄) తో: మెగ్నీషియం గాఢ సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లాన్ని సల్ఫర్ డయాక్సైడ్కు క్షయం చేస్తుంది.
Mg(s) + 2H₂SO₄(conc) → MgSO₄(aq) + SO₂(g) + 2H₂O(l) - గాఢ నైట్రిక్ ఆమ్లం (HNO₃) తో: మెగ్నీషియం గాఢ నైట్రిక్ ఆమ్లాన్ని నైట్రోజన్ డయాక్సైడ్కు క్షయం చేస్తుంది.
Mg(s) + 4HNO₃(conc) → Mg(NO₃)₂(aq) + 2NO₂(g) + 2H₂O(l)
3. క్షారాలతో చర్య
మెగ్నీషియం లోహం సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ (NaOH) లేదా పొటాషియం హైడ్రాక్సైడ్ (KOH) వంటి బలమైన క్షారాల యొక్క చల్లటి లేదా వేడి ద్రావణాలతో చర్య జరపదు. ఇది Mg(OH)₂ బలహీనమైన క్షారం మరియు అధిక క్షారంలో కరగకపోవడం వల్ల జరుగుతుంది.
Mg²⁺ అయాన్ల కోసం ముఖ్యమైన ప్రయోగశాల పరీక్ష/గుర్తింపు చర్యలు
మెగ్నీషియం అయాన్లు (Mg²⁺) లవణ విశ్లేషణలో ఈ క్రింది పరీక్షలను ఉపయోగించి గుర్తించబడతాయి:
1. సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ (NaOH) తో చర్య
Mg²⁺ అయాన్లు కలిగిన ద్రావణానికి NaOH ద్రావణాన్ని కలిపినప్పుడు, మెగ్నీషియం హైడ్రాక్సైడ్ యొక్క తెల్లటి అవక్షేపం ఏర్పడుతుంది. ఈ అవక్షేపం అధిక NaOHలో కరగదు.
Mg²⁺(aq) + 2NaOH(aq) → Mg(OH)₂(s) + 2Na⁺(aq)
Mg²⁺(aq) + 2OH⁻(aq) → Mg(OH)₂(s) (తెల్లటి అవక్షేపం)
2. అమ్మోనియం హైడ్రాక్సైడ్ (NH₄OH) తో చర్య
- అమ్మోనియం క్లోరైడ్ (NH₄Cl) లేనప్పుడు: Mg²⁺ ద్రావణానికి NH₄OH కలిపినట్లయితే, Mg(OH)₂ యొక్క తెల్లటి అవక్షేపం ఏర్పడుతుంది.
Mg²⁺(aq) + 2NH₄OH(aq) → Mg(OH)₂(s) + 2NH₄⁺(aq) - అమ్మోనియం క్లోరైడ్ (NH₄Cl) ఉన్నప్పుడు: NH₄Cl సమక్షంలో NH₄OH కలిపినప్పుడు Mg(OH)₂ అవక్షేపం ఏర్పడదు. ఇది కామన్ అయాన్ ప్రభావం (సాధారణ అయాన్ ప్రభావం) వల్ల జరుగుతుంది: NH₄Cl, NH₄OH విఘటనాన్ని అణచివేస్తుంది, తద్వారా Mg(OH)₂ యొక్క ద్రావణీయత లబ్ధి (Ksp) కంటే OH⁻ అయాన్ల గాఢతను తగ్గిస్తుంది, దాని అవక్షేపణను నిరోధిస్తుంది. ఇది గ్రూప్ IIIB కాటయాన్ల (Fe³⁺, Al³⁺, Cr³⁺) నుండి ఒక ముఖ్యమైన వ్యత్యాసం, ఇవి ఈ పరిస్థితులలో అవక్షేపం చెందుతాయి.
3. ఫాస్ఫేట్ పరీక్ష (మెగ్నీషియం అమ్మోనియం ఫాస్ఫేట్ పరీక్ష)
ఇది Mg²⁺ అయాన్ల కోసం ఒక నిర్దిష్ట పరీక్ష, ఇది అమ్మోనియాకల్ మీడియం (NH₄OH/NH₄Cl బఫర్) లో నిర్వహించబడుతుంది. NH₄Cl మరియు NH₄OH సమక్షంలో Mg²⁺ అయాన్లు కలిగిన ద్రావణానికి డైసోడియం హైడ్రోజన్ ఫాస్ఫేట్ (Na₂HPO₄) ను కలిపినప్పుడు, మెగ్నీషియం అమ్మోనియం ఫాస్ఫేట్ యొక్క తెల్లటి స్ఫటికాకార అవక్షేపం ఏర్పడుతుంది.
Mg²⁺(aq) + NH₄⁺(aq) + HPO₄²⁻(aq) → MgNH₄PO₄(s) + H⁺(aq)
ప్రత్యామ్నాయంగా, సరళీకృతం చేయబడినది:
Mg²⁺(aq) + NH₄OH(aq) + Na₂HPO₄(aq) → MgNH₄PO₄(s) + 2Na⁺(aq) + H₂O(l)
(తెల్లటి స్ఫటికాకార అవక్షేపం, తరచుగా నెమ్మదిగా కనిపిస్తుంది)
4. మాగ్నిసన్ రిఏజెంట్ పరీక్ష (అడ్సోర్ప్షన్ ఇండికేటర్ పరీక్ష)
మాగ్నిసన్ రిఏజెంట్ (4-(p-నైట్రోఫినైలాజో)రెసార్సినాల్) ఒక కర్బన వర్ణకము. Mg²⁺ అయాన్లు మరియు క్షార మాధ్యమం (ఉదా. NaOH) సమక్షంలో, Mg(OH)₂ ఏర్పడుతుంది, ఇది మాగ్నిసన్ వర్ణకాన్ని శోషించి ఒక లక్షణమైన నీలి అవక్షేపాన్ని లేదా “లేక్” ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
Mg²⁺(aq) + 2OH⁻(aq) → Mg(OH)₂(s)
Mg(OH)₂(s) + Magneson Reagent → నీలి అవక్షేపం / లేక్