Magnésium

Le magnésium est un élément chimique, de symbole Mg et de numéro atomique 12.


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Magnésium
SodiumMagnésiumAluminium
Be
  Structure cristalline hexagonale

12
Mg
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
                                                               
                                   
Mg
Ca
Table complèteTable étendue
Informations générales
Nom, Symbole, Numéro Magnésium, Mg, 12
Série chimique Métal alcalino-terreux
Groupe, Période, Bloc 2 (IIA) , 3, s
Masse volumique 1, 738 g·cm-3 (20 °C) [1]
Dureté 2, 5
Couleur blanc-gris métallique
N° CAS 7439-95-4
N° EINECS 231-104-6
Propriétés atomiques
Masse atomique 24, 3050 ± 0, 0006 u [1]
Rayon atomique (calc) 150 pm
Rayon de covalence 1, 41 ± 0, 07 Å [2]
Rayon de Van der Waals 173
Configuration électronique [Ne] 3s2
Électrons par niveau d'énergie 2, 8, 2
État (s) d'oxydation 2
Oxyde base forte
Structure cristalline hexagonal
Propriétés physiques
État ordinaire solide paramagnétique
Point de fusion 650 °C [1]
Point d'ébullition 1 090 °C [1]
Énergie de fusion 8, 954 kJ·mol-1
Énergie de vaporisation 127, 40 kJ·mol-1
Volume molaire 14, 00×10-6 m3·mol-1
Pression de vapeur 361 Pa
Vitesse du son 4 602 m·s-1 à 20 °C
Divers
Électronégativité (Pauling) 1, 31
Chaleur massique 1 825 J·kg-1·K-1
Conductivité électrique 22, 6×106 S·m-1
Conductivité thermique 156 W·m-1·K-1
Solubilité sol. dans CH3OH [3]
Énergies d'ionisation[4]
1re : 7, 646235 eV 2e : 15, 03527 eV
3e : 80, 1437 eV 4e : 109, 2655 eV
5e : 141, 27 eV 6e : 186, 76 eV
7e : 225, 02 eV 8e : 265, 96 eV
9e : 328, 06 eV 10e : 367, 50 eV
11e : 1 761, 805 eV 12e : 1 962, 6650 eV
Isotopes les plus stables
iso AN Période MD Ed PD
MeV
24Mg 78, 99 % stable avec 12 neutrons
25Mg 10, 00 % stable avec 13 neutrons
26Mg 11, 01 % stable avec 14 neutrons
Précautions
SIMDUT[5]
B4 : Solide inflammable
B4, B6,
SGH[6]
SGH02 : Inflammable
Danger
H250, H260,
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le magnésium est un élément chimique, de symbole Mg et de numéro atomique 12.

Le magnésium est un métal alcalino-terreux. C'est le huitième élément le plus abondant de la croûte terrestre, le troisième métal derrière l'aluminium et le fer. C'est aussi le troisième composant des sels dissous dans l'eau de mer.

Histoire

Le nom magnésium provient du nom grec d'un district de Thessalie nommé Magnesia. Cette ville était extrêmement riche en magnésium et ce sous différentes formes.

En Angleterre, Joseph Black reconnut le magnésium comme un élément en 1755, et Humphry Davy isola la forme métallique pure par électrolyse en 1808 à partir d'un mélange de magnésie et d'oxyde de mercure HgO.

Caractéristiques

Le magnésium, métal possédant de faibles caractéristiques mécaniques, est particulièrement léger (un tiers plus léger que l'aluminium) ; d'aspect blanc-argenté, il se ternit un peu une fois exposé à l'air par formation d'un oxycarbonate.

En solution, il forme des ions Mg2+. Les sels de magnésium sont particulièrement solubles dans l'eau. Le carbonate précipite (dureté magnésienne).

Il s'enflamme difficilement sous forme de bloc, mais particulièrement aisément s'il est réduit en petits copeaux ou en ruban. En poudre, ce métal s'échauffe et s'enflamme spontanément par oxydation avec l'oxygène de l'air. Il brûle avec une flamme blanche particulièrement lumineuse, d'où son utilisation pour les flashs ou lampes-éclairs aux débuts de la photographie et utilisées pendant des décennies sous formes d'ampoules à usage unique. Cependant, la production de lumière ultraviolette lors de la combustion du magnésium rend dangereuse son observation directe. Les premières lampes flash étaient des fins fils de magnésium qui s'enflammaient suite à une étincelle électrique.

Utilisation

Industrie

Le magnésium est essentiellement utilisé dans les alliages aluminium-magnésium. On l'utilise aussi pour favoriser l'élimination du soufre dans la métallurgie du fer et des aciers. Il permet la fabrication de fonte à graphite sphéroïdal, dans laquelle le graphite se trouve sous forme de nodules (sphéroïdes).

Le magnésium est beaucoup employé dans les alliages à base d'aluminium conçus pour la déformation plastique, permettant de la fabrication de profilés ou des canettes de boissons, qui en consomme des quantités importantes.

La légèreté du magnésium et ses caractéristiques mécaniques le rendent précieux pour des usages spécifiques comme la réalisation de petites mallettes résistantes, de boîtiers d'ordinateurs portables ou d'appareils photo haut de gamme. Utilisés essentiellement dans l'aéronautique, les alliages de magnésium commencent à s'étendre dans d'autres secteurs d'activités, surtout dans l'industrie automobile où la politique est aujourd'hui de minimiser le poids des véhicules pour diminuer la consommation en carburant. Cependant, l'élaboration de ces alliages à base magnésium est complexe et dangereuse puisque le magnésium finement divisé (gouttelettes de magnésium liquide, poudre de magnésium) peut s'enflammer ou exploser au contact avec l'atmosphère ou de l'eau.

Le magnésium est aussi utilisé comme réactif dans les industries chimiques et pharmaceutiques.

Des alliages à base de magnésium servent aussi pour réaliser des pièces moulées pour les automobiles et les machines.

Des alliages magnésium-calcium sont utilisés dans la métallurgie du plomb (pour le débismuthage).

L'oxydation du magnésium, fortement exothermique, peut apporter de l'énergie pour réchauffer un plat. Le principe de cette utilisation comme chauffe-plat est brevetée aux États-Unis depuis 1981.

Des composés du magnésium, essentiellement la magnésie MgO, sont employés comme matériau réfractaire pour le garnissage de fours (verre, ciment), dans la métallurgie du fer, de l'acier ou d'autres métaux non-ferreux.

La magnésie et d'autres composés sont employés dans les industries chimiques et du bâtiment, mais aussi dans le sport, surtout en gymnastique et en escalade. Dans l'agriculture, le caractère basique de la magnésie est utilisé pour l'amendement des sols.

Les propriétés explosives du magnésium en font l'une des huit matières premières stratégiques reconnues comme indispensables en temps de guerre comme en temps de paix[7].

Médecine

Le magnésium, sous forme d'hydrate, d'oxyde hydraté, de carbonate, de chlorure et d'autres sels toujours, est particulièrement utilisé en médecine et en pharmacie. L'ion magnésium Mg2+ joue un rôle particulièrement important dans l'équilibre ionique du corps humain et doit par conséquent être présent dans l'alimentation tout comme le calcium. Au niveau des équilibres hydriques du corps, l'ion Mg2+ est à l'ion Ca2+ ce que l'ion K+ est au Na+.

De nombreux troubles peuvent être consécutifs à un manque de magnésium : dépression et angoisse, diabètes, spasmes musculaires, crampes, troubles cardio-vasculaires, pression artérielle élevée et ostéoporose. Il participe activement à la transmission des influx nerveux entre les neurones. L'apport recommandé quotidien est estimé à 300 mg de magnésium par jour (le double pour les sportifs ou les femmes enceintes) ou encore 6 mg par kg de poids corporel.

L'hydroxyde de magnésium (Mg (OH) 2), obtenu en faisant réagir l'hydroxyde de sodium sur un sel de magnésium (le chlorure ou l'acétate par exemple), est employé en médecine pour traiter les aigreurs d'estomac (sous forme de lait de magnésie, nom commercial Maalox ou Rennie). La prise de supplément de magnésium est courante, sous forme de solution de chlorure de magnésium (MgCl2), de sachets de carbonate (MgCO3) ou sous l'ensemble des formes galéniques proposées en pharmacie. En supplémentation, on prend quelque 100 à 300 mg de Mg, ce qui équivaut à quelques grammes de sels de magnésium par jour.

Le corps ne produit pas de magnésium mais au contraire il en consomme plus ou moins vite suivant l'activité physique et le stress. Il doit par conséquent le puiser dans l'alimentation au quotidien et dans des compléments de cette alimentation si indispensable. La consommation excessive de magnésium est éliminée naturellement par l'organisme dans les urines. Le magnésium ne s'accumule par conséquent pas. L'ingestion de grandes quantités de magnésium provoque un effet laxatif, ou alors se solde par de la diarrhée, ainsi le sel anglais (sulfate hydraté de magnésium) ou le chlorure de magnésium peuvent être pris pour purger. Dans ce cas, le magnésium reste dans l'intestin et provoque un appel d'eau par effet osmotique. La petite fraction de magnésium absorbée est efficacement éliminée par filtration rénale chez l'adulte en bonne santé. L'empoisonnement par excès de magnésium peut exister chez l'enfant et dans le cas de personne souffrant d'insuffisance rénale.

Sources alimentaires de magnésium

La première source alimentaire de magnésium est fréquemment d'origine céréalière : les produits céréaliers étant présents à l'ensemble des repas, ce sont eux qui couvrent l'essentiel des besoins. Cependant, les produits à base de céréales intégrales ou de farine complète apportent de 3 à 5 fois plus de magnésium que les produits raffinés (pain blanc, riz blanc poli... ) Il est par conséquent vivement recommandé d'aller vers ce type de produits pour couvrir ses besoins journaliers en magnésium.

(les quantités correspondent à une portion de 100 g)

Quelques autres aliments contenant du magnésium : Légumes verts, sarrasin, fèves, amandes, banane.

Rôle biologique

Le magnésium au niveau du corps humain sert à :

Signes de carence en magnésium (hypomagnésémie)  :

Signes d'hypermagnésémie :

  • hypotension ;
  • bradycardie ;
  • nausées, vomissements ;
  • fatigabilité musculaire ;
  • hyporéflexie ou aréflexie ;
  • hypotonie musculaire, somnolence ;
  • syndrome confusionnel ;
  • coma, arrêt cardiaque.

Note : L'hypermagnésémie est quasiment toujours d'origine iatrogène (= due à un médicament).

Végétaux

Le magnésium forme l'un des éléments de base de la chlorophylle, où il joue un rôle analogue à celui du fer dans l'hémoglobine du sang.

Gisements et production du métal

On trouve du magnésium partout sur la planète, sous différentes formes (magnésite, dolomite, carnallite). On peut extraire le magnésium de la dolomite par exemple (comme dans les Pyrénées, où se trouvait une usine Pechiney de production de magnésium par électrométallurgie, procédé Magnétherm). On peut aussi extraire le magnésium de l'eau de mer (teneur : 1, 3 kg/m3), ou alors dans certains lacs qui peuvent en contenir jusqu'à 35 kg/m3.

Les principaux producteurs de magnésium sont la Russie, la Chine et la Corée du Nord (chacun responsable d'environ 20 % de la production mondiale).

À partir des différents minerais ou saumures contenant du magnésium, sous forme de chlorure, de carbonate, d'oxyde, le métal est extrait par des procédés du type électrolyse ou électrométallurgie

Voir aussi

Liens externes

Notes et références

  1. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, 2009, 90e éd. , Relié, 2804 p. (ISBN 978-1-420-09084-0)  
  2. (en) Beatriz Cordero, Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés, Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia Barragán et Santiago Alvarez, «Covalent radii revisited», dans Dalton Transactions, 2008, p.  2832 - 2838 lien DOI ] 
  3. (en) Metals handbook, vol.  10 : Materials characterization, ASM International, 1986, 1310 p. (ISBN 0-87170-007-7) , p.  346 
  4. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, TF-CRC, 2006, 87e éd. (ISBN 0849304873) , p.  10-202 
  5. «Magnésium» dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009
  6. Numéro index 012-001-00-3 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008)
  7. Avec le germanium (électronique avancée)  ; titane (sous-marins de chasse, alliage extrêmement résistant ; platine (contacts aussi conducteurs que l'or pour l'aviation, circuits avec contacts rapides)  ; mercure (chimie nucléaire, instruments de mesure)  ; molybdène (acier)  ; cobalt (chimie nucléaire)  ; colombium (alliages spéciaux extrêmement rares). (Christine Ockrent, comte de Marenches, Dans le secret des princes, éd. Stock, 1986, p; 193. )
  8. source
  9. La diététique en question - Le magnésium
  10. http ://www. lefigaro. fr/sante/2010/03/09/01004-20100309ARTFIG00734-du-magnesium-pour-eviter-le-declin-de-la-memoire-. php


  s1 s2 g f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 f10 f11 f12 f13 f14 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10 p1 p2 p3 p4 p5 p6
1 H He
2 Li Be B C N O F Ne
3 Na Mg Al Si P S Cl Ar
4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba   La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra   Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo
8 Uue Ubn * Ute Uqn Uqu Uqb Uqt Uqq Uqp Uqh Uqs Uqo Uqe Upn Upu Upb Upt Upq Upp Uph Ups Upo Upe Uhn Uhu Uhb Uht Uhq Uhp Uhh Uhs Uho
   
  g1 g2 g3 g4 g5 g6 g7 g8 g9 g10 g11 g12 g13 g14 g15 g16 g17 g18  
  * Ubu Ubb Ubt Ubq Ubp Ubh Ubs Ubo Ube Utn Utu Utb Utt Utq Utp Uth Uts Uto  


Métalloïdes Non-métaux Halogènes Gaz rares
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