Informe Magnesio

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Integrantes: Gonzalo Ojeda Deborah Ojeda María Valentina Ortiz Curso: Primer año Licenciatura en Medicina Profesor: Marcos Pérez Cid Fecha de entrega: 24 de julio de 2013 Universidad Católica de la Santísima Concepción Facultad de Medicina La química del Magnesio

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Page 1: Informe Magnesio

Integrantes: Gonzalo OjedaDeborah OjedaMaría Valentina Ortiz

Curso: Primer año Licenciatura en Medicina

Profesor: Marcos Pérez CidFecha de entrega: 24 de julio de 2013

Universidad Católica de la Santísima Concepción

Facultad de Medicina

La química del Magnesio

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INTRODUCCIÓN

El magnesio es un metal alcalino térreo, muy abundante en la naturaleza, y se halla en cantidades importantes en muchos minerales rocosos, como la dolomita, magnesita, olivina y serpentina. Además, se encuentra en el agua de mar, salmueras subterráneas y lechos salinos.

Es el tercer metal estructural más abundante en la corteza terrestre, superado solamente por el aluminio y el hierro.

En cuanto a su presencia en el organismo, el magnesio es el cuarto mineral más abundante de nuestro organismo necesario para gozar de una buena salud. Se lo conoce como macromineral ya que se necesitan más de 100 miligramos o más por día (los otros macrominerales son calcio, fósforo, sulfuro, sodio, cloro, potasio).

Alrededor del 50-60 % del total de magnesio en nuestro organismo se encuentra en el sistema óseo (huesos). El resto (39 %) lo encontramos en las células de diferentes tejidos (compartimiento intracelular), como los músculos y otros órganos. Sólo el 1 % del magnesio se encuentra en la sangre. Como muchos minerales, el magnesio no es secretado por nuestro organismo, por lo tanto debe ser incorporado a través de nuestra dieta para así mantenerlos saludables. (1)

En esta oportunidad, se tratará al elemento químico magnesio (Mg) tanto en su forma independiente de elemento metálico, como representado en algunos compuestos químicos relevantes. De ellos, se escogerá uno en particular para realizar una descripción más profunda, para además cumplir con el objetivo de representar su fórmula molecular en una maqueta. En esta ocasión, el compuesto químico a simbolizar será el óxido de magnesio (MgO), el cual tiene diversas propiedades. Algunas personas lo usan como antiácido para aliviar los malestares estomacales causados por el calor o la acidez estomacal (pirosis). También se puede usar como laxante por breves períodos para lograr un vaciado rápido de los intestinos, por ejemplo antes de una intervención quirúrgica. El óxido de magnesio también se usa como suplemento alimenticio cuando la cantidad de magnesio presente en el régimen alimenticio no es suficiente.

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I. DESCRIPCIÓN DEL ELEMENTO

a) Nombre Elemento : Magnesio

b) Símbolo : Mg

c) Número Atómico : 12

d) Isótopos estable e inestables naturales :

Z Nombre del Núclido Vida Media Spin Abundancia(%)

Masa Atómica(uma)

12 Magnesio-24 Estable 0 78,7 23,985

12 Magnesio-25 Estable 5/2 10,13 24,985812 Magnesio-26 Estable 0 11,17 25,982612 Magnesio-27 9,45 minutos 1/2 0,00 2712 Magnesio-28 21 horas 0 0,00 28

Posee quince isótopos inestables cuyos períodos de semidesintegración están comprendidos entre 20 milisegundos (34-Mg) y 20,91 horas (28-Mg). (2)

e) Masa molar: 24.305 uma

f) Fecha descubrimiento: En 1618 un granjero en Epsom, Inglaterra, trató de dar a sus vacas agua de un pozo. Los animales la rechazaron a causa de su sabor amargo; sin embargo, el granjero observó que el agua parecía curar heridas y erupciones en la piel. La fama de las "sales de Epsom" se extendió. Se descubrió que esa sal era el sulfato de magnesio, MgSO4. J. Black reconoció que el magnesio era un elemento en 1755; pero, no fue aislado hasta 1808 por Humphrey Davy. Se obtuvo por electrólisis de una mezcla de magnesia (óxido de magnesio) y óxido mercúrico. (3)

g) Presentación en estado puro : No se encuentra en estado puro, si no formando minerales o bien disuelto en el agua de mar (es el tercero de los que contiene el agua de mar, lo que le hace un metal prácticamente inagotable) . Sus principales minerales son la dolomita (el carbonato doble de magnesio y calcio, CaMg (CO₃)₂),

Humphrey Davy

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magnesita (MgCO3), carnalita y olivino. El magnesio metálico se produce a partir de sus minerales por reducción térmica con carbono, silicio u otros reductores o bien mediante electrólisis del cloruro de magnesio en mezclas de sales fundidas. (4)

h) Estados de oxidación del elemento : +2

Dolomita

La Dolomita es un mineral compuesto de carbonato de calcio y magnesio.Su tenacidad es fragil.Abunda en la naturaleza en forma de rocas dolomíticas y se utiliza como fuente de magnesio y para la fabricación de materiales refractarios (5)

Magnesita

La magnesita pertenece a la categoría de los minerales carbonatos y nitratos. Descubierta en 1808 debe su nombre a su alto contenido en magnesio. Su tenacidad es frágil. Se usa como material termorresistente. (5)

Carnalita

Antiguamente la carnalita se consideraba material de desecho. Con la llegada de la industria química, la carnalita se convirtió en un material aún más interesante que la sal gema: de ella se obtienen fertilizantes, cloro y cantidades considerables de bromo, siendo ésta una de las fuentes principales.

Olivino

El olivino es un silicato de hierro y magnesio. Tiene una tenacidad frágil. Normalmente asociado con diópsida, magnetita y piropo. Es clásica para la crisolita(variedad del olivino) en la localidad de la isla de Zeibirget en el mar Rojo, Egipto, donde se da en forma de cristales tabulares. (5)

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i) Descripción de 3 compuestos químicos en los cuales se encuentre el elemento:

1. Bromuro de magnesio

El bromuro de magnesio (MgBr2) es un compuesto químico de magnesio y bromo que es de color blanco y delicuescente. A menudo se utiliza como un sedante suave y como un anticonvulsivante para el tratamiento de trastornos nerviosos. Es soluble en agua y poco soluble en alcohol. Se puede encontrar naturalmente en pequeñas cantidades en algunos minerales tales como: bishofit y carnalita, y en agua de mar, tales como la del Mar Muerto.

Síntesis

El bromuro de magnesio puede ser sintetizado haciendo reaccionar ácido bromhídrico con óxido de magnesio y cristalizar el producto. También se puede hacer mediante la reacción de carbonato de magnesio y ácido bromhídrico, y recogiendo el sólido izquierda después de la evaporación.

Una ruta alternativa es la adición de magnesio a una solución de amoníaco líquido y bromuro de sodio, a continuación, se evapora el disolvente y recoger el precipitado.

Usos

Bromuro de magnesio se utiliza como un catalizador para muchas reacciones, típicamente como un disolvente o se utiliza como un reactivo de Grignard.

A menudo es usado como un sedante suave y como un anticonvulsivo para el tratamiento de desórdenes nerviosos. (6)

2. Cloruro de Magnesio

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El cloruro de magnesio es una sal inorgánica, que tiene la fórmula química MgCl2 y el peso molecular de 95,210 g/mol. Predominantemente el cloruro de magnesio existe como hidratos diversos, particularmente el hexahidrato MgCl2 *6H2O que tiene un peso molecular de 203,301 g/mol. El cloruro de magnesio hexahidratado se produce como el mineral natural Bischofita, nombrado a partir de un geólogo alemán, Karl Gustav Bischo. El método preferido de preparación sintética de cloruro de magnesio anhidro es la reacción de mercurio (II) cloruro y magnesio: Mg + HgCl2 = MgCl2 + Hg.

Formación

El agua de mar contiene sólo 0,54% de MgCl2 pero es una fuente natural abundante del metal magnesio. Para obtener una tonelada de metal magnesio aproximadamente 800 toneladas de agua de mar se procesan. El proceso de Dow implica el aislamiento del metal magnesio del agua del mar por electrólisis de MgCl2. En primer lugar, los cationes de magnesio Mg2 + se precipitan con iones de hidróxido. La suspensión de magnesio se trata con HCL para regenerar el cloruro de magnesio soluble. Luego, la sal se re-cristaliza como hexahidrato. Por último, el MgCl2*6H2O es parcialmente deshidratado, fusionado y electrolizado: MgCl2 *1.5H2O (l) = Mg (l) + Cl2 (g) + 1.5H2O(g)

Propiedades

El cloruro de magnesio es un compuesto cristalino incoloro.Tiene una densidad de 2.325 g/cm3 (anhidro), 1,56 g/cm3 (hexahidratado) y un alto punto de fusión de 987 K. El cloruro de magnesio hexahidratado sólo es estable por debajo de 373 K y se descompone a 391 K. Disolver MgCl2 es un proceso exotérmico.

El cloruro de magnesio es eficaz como un agente anticongelante debido a la naturaleza exotérmica de sus interacciones con el agua. La solución MgCl2 se pulveriza sobre el pavimento para evitar que el hielo se acumule y se adhieran a la carretera en invierno. Causa menos daño al concreto y es menos corrosivo para los metales que otros compuestos. Además, el cloruro de magnesio se utiliza en los extintores de incendios, en la cerámica y en la producción de madera con protección contra incendios. Este compuesto juega un papel esencial como un cofactor en la reacción en cadena de polimerasa (PCR), que es la técnica fundamental en la biología molecular. (7)

3. Hidróxido de magnesio

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Es un hidróxido metálico, presenta propiedades básicas por lo que es muy utilizado en la medicina como antiácido. Según la (IUPAC) el nombre sistemático es hidróxido de magnesio, pero puede presentar otros nombres como leche o magma de magnesia. Su fórmula química es (Mg(OH)2).

Propiedades físicas

Estado de agregación: Sólido

Apariencia: Blanco

Densidad: 1.04 kg/m3; 0,00104 g/cm3

Masa molar: 58,3 g/mol

Punto de fusión: 623 K (350 °C)

Solubilidad en agua: 12 mg en 1 L de agua

Estructura

El hidróxido de magnesio es un sólido iónico, cuya red cristalina está formada por el catión metálico Mg2+ y dos aniones hidróxido OH-, unidos a través de un enlace iónico, y un enlace covalente entre el átomo de oxígeno y el hidrógeno del ión hidróxido. En disolución acuosa o fundido el hidróxido de magnesio presenta propiedades básicas y conduce la corriente eléctrica. La presencia de iones hidróxido en disolución, permite identificarlas con los indicadores: fenolftaleína, tornasol y azul de bromotimol, adquiriendo una coloración roja y azul respectivamente.

Obtención

El hidróxido de magnesio es poco soluble y se obtiene por la reacción directa de un hidróxido metálico con una sal soluble en agua:

Mgcl2 (ac) + 2NaOH (ac) = Mg(OH)2 (s) + 2NaCl (ac) ΔH<0

En condiciones especiales puede obtenerse por reacción directa del óxido de magnesio con el agua pues es ligeramente soluble en ella.

Aplicaciones en la medicina

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El hidróxido de magnesio es un antiácido usado para aliviar la pirosis (acidez o calor estomacal), la indigestión ácida y los malestares estomacales. Pueden usarse para tratar estos síntomas en los pacientes con úlcera péptica, gastritis, esofagitis, hernia hiatal o demasiado ácido en el estómago (hiperacidez gástrica). Se combinan con el ácido del estómago y lo neutralizan. Aunque los efectos secundarios de este medicamento no son comunes, podrían llegar a presentarse. Para evitar el sabor a cal o yeso, se puede tomar con agua o leche.

Aplicaciones en la industria

El hidróxido de magnesio se utiliza como agente alternativo, en la precipitación de metales pesados (Fe,Cu, Zn. y Ni) de un efluente simulado a pH 1, en un sistema batch. Se utiliza en el refinamiento del azúcar, en la extracción del metal del magnesio, en el proceso del uranio, y en el proceso de la pulpa de madera del sulfito. (8)

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3. SELECCIÓN DE ELEMENTO REPRESENTATIVO

a) Nombre del compuesto: Óxido de Magnesio

b) Fórmula molecular del compuesto: MgO

c) Estructura tridimensional del compuesto

d) Propiedades físicas y químicas del compuesto

Nombre químico: Oxido de magnesio (MgO) Otros nombres: Magnesia calcinada / magnesia (polvo) Aspecto y color: Polvo blanco, muy fino. Olor: Inodoro. Presión de vapor: No aplicable. Densidad relativa (agua=1): 3.58 Solubilidad en agua: Escasa. Punto de ebullición: 3600º C Punto de fusión: 2852º C Masa molecular: 40.32 u.m.a Nº CAS: 1309-48-4 Absorbe facilmente humedad y dióxido de carbono cuando se expone al

aire. Reacciona vigorosamente con halógenos y ácidos fuertes. Condiciones que deben evitarse: Evitar el contacto con el aire. Materiales a evitar: Halógenos y ácidos fuertes. Productos de descomposición: No aplicable. Polimerización: No aplicable.

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Incendio: No combustible. Explosión: No aplicable. pH: 10.5

e) Solubilidad en agua

El óxido de magnesio es un compuesto insoluble en agua. De esta manera, al estar en contacto con ella, se forma un precipitado llamado hidróxido de magnesio, lo que queda demostrado en la siguiente reacción química:

f) Comportamiento Ácido-Base o Redox

1. Ácido Base: No aplica para el compuesto

2. Óxido Reducción:

El óxido de magnesio es una sustancia compuesta formada por un enlace iónico entre el catión magnesio y el anión óxido. Se obtiene por la quema de cinta de magnesio, que se oxida con una brillante luz blanca, lo que resulta en un polvo.

Este cambio químico corresponde a una reacción de óxido reducción, que se evidencia en la siguiente reacción química:

Se sabe que los metales del grupo 2 forman cationes 2+ y los no metales del grupo 6 forman aniones 2-, por lo que se predice que el óxido de magnesio contiene iones Mg2+ y O2-.

Esto significa que en la presente reacción cada Mg pierde dos electrones para formar Mg2+ y por tanto se oxida. Además cada O gana dos electrones para formar O2- y se reduce.

(s) (l) (s)

-2 +2

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g) Presencia en productos naturales

El óxido de magnesio está presente en una serie de productos. De esta manera se le atribuyen una serie de usos tanto a nivel farmacológico como industrial. Algunos ejemplos son:

- Antiácido: El óxido de magnesio en su forma hidratada (hidróxido de magnesio), es comúnmente usado como antiácido. Se debe a que es una sustancia básica, lo que significa que neutraliza la acidez y termina con la indigestión que ésta produce. El hidróxido de magnesio es el ingrediente activo en medicamentos que se venden sin receta como la leche de magnesia, Mylanta y Maalox. También tiene efectos laxantes a corto plazo y se prescribe para el alivio temporario de la constipación.

- Agente de secado: El óxido de magnesio es un agente secador popular. En polvo, es higroscópico por naturaleza, lo que significa que atrae las moléculas de agua del ambiente que lo rodea. Al hacerlo, el magnesio chupa las moléculas de agua que pueda tener alguna cosa y la mantiene seca. Las bibliotecas y otros lugares en los que se almacenan grandes cantidades de papel usan el óxido de magnesio para preservarlo. Los que practican alpinismo lo usan para evitar la humedad de la transpiración en sus manos y en los equipos, aunque también usen otros minerales en polvo.

- Refractario: El óxido de magnesio es un agente refractario, por ello también se la usa para construir crisoles. Los crisoles son recipientes hechos para exponer a muy altas temperaturas con el objeto de calentar su contenido. Como el crisol en sí no debe ser afectado por el calor, debe estar hecho de un material que mantenga sus propiedades aun condiciones de alto calor. El óxido de magnesio es ese material.

- Aislante: Como una de las propiedades del óxido de magnesio es ser resistente al calor, es un excelente aislante. Se usa como el componente mineral aislante de los cables de cobre, uno forma de los cables industriales que se usa para la protección de ciertos circuitos eléctricos críticos en casos de incendio, incluyendo la protección de ciertos dispositivos como las alarmas o los sistemas de control de humo.

- Suplemento dietario: Como es una buena fuente de magnesio, al óxido de magnesio se usa como suplemento dietario para los humanos y los animales. En el caso de los animales, se lo administra como un aditivo en la comida. Los humanos lo pueden ingerir en forma de píldoras o incluido en las multivitaminas.

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- Otros usos: Generalmente también es usado como una aplicación óptica debido a su índice refractario (propiedades de la refracción de la luz) en forma de cristales. Por sus propiedades básicas también se lo utiliza en el tratamiento del cuero y por sus propiedades higroscópicas en los envoltorios de la basura nuclear. (9)

h) Dosis máxima admisible (en seres vivos) si es aplicable

El magnesio es un elemento que el organismo necesita para cumplir con sus funciones normales. El óxido de magnesio puede usarse por diferentes razones. Algunas personas lo usan como antiácido para aliviar los malestares estomacales causados por el calor o la acidez estomacal (pirosis). También se puede usar como laxante por breves períodos para lograr un vaciado rápido de los intestinos, por ejemplo antes de una intervención quirúrgica. Además, se usa como suplemento alimenticio cuando la cantidad de magnesio presente en el régimen alimenticio no es suficiente. De esta manera, la dosis recomendada por el médico para el Mag-ox (óxido de magnesio en comprimidos) de 400mg es de 1 cápsula al día para hombres y mujeres mayores de 19 años. No es apto para niños, embarazadas, enfermos con cardiopatías y diabetes. Las dosis del medicamento pueden variar, y es exclusiva responsabilidad del médico determinar una cantidad específica dependiendo del estado y requerimientos del paciente. (10)

i) Toxicidad o indicaciones de riesgo a su exposición aguda o crónica

El óxido de magnesio es un polvo blanco. Cuando el óxido de magnesio finamente dividido se dispersa en el aire, se llama humo de óxido de magnesio. Se usa en la industria de refinación de metales, en material aislante eléctrico y como suplemento en piensos animales. Este material particulado puede provocar una serie de afecciones al contacto con la piel, ojos y vías respiratorias. Algunos efectos del óxido de magnesio sobre la salud se adjuntan en la siguiente tabla resumen:

Tabla resumen de los efectos del Óxido de Magnesio sobre la salud

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Efectos agudos Efectos crónicos

Los siguientes efectos agudos (a corto plazo) sobre la salud pueden ocurrir inmediatamente o poco tiempo después de la exposición al óxido de magnesio:Respirar óxido de magnesio puede irritar los ojos y la nariz.La exposición al óxido de magnesio puede causar fiebre de los humos metálicos, que es parecida a la influenza. Los síntomas de esta enfermedad incluyen sabor metálico, dolor de cabeza, fiebre, escalofríos, dolores, opresión en el pecho y tos. Los síntomas pueden no presentarse hasta varias horas después de la exposición y suelen durar de uno a dos días

Los siguientes efectos crónicos (a largo plazo) sobre la salud pueden ocurrir algún tiempo después de la exposición al óxido de magnesio y pueden durar meses o años:Riesgo de cáncer* Según la información actualmente disponible al Departamento de Salud y Servicios para Personas Mayores de New Jersey, no se han realizado pruebas para determinar si el óxido de magnesio tiene la capacidad de causar cáncer en animales.Riesgo para la reproducción* Según la información actualmente disponible al Departamento de Salud y Servicios para Personas Mayores de New Jersey, no se han realizado pruebas para determinar si el óxido de magnesio tiene la capacidad de afectar a la reproducción.Otros efectos a largo plazo* En la actualidad no se conocen efectos crónicos (a largo plazo) sobre la salud.

j) Precauciones de uso: (manejo y almacenamiento) del compuesto o del elemento en estado puro

1. MANIPULACIÓN Y ALMACENAMIENTO Antes de trabajar con óxido de magnesio, debe estar capacitado en el

almacenamiento y la manipulación apropiados de esta substancia química. Procure usar una vestimenta adecuada al manipular el óxido de magnesio Para la protección respiratoria: normalmente no es necesario. Sin embargo, si son

factibles exposiciones significativas, use un respirador para polvo y aerosoles. Para la protección para las manos: Guantes de trabajo normales. Para la protección de la piel: No se necesita normalmente. Para la protección para ojos: Visor a prueba de polvo. Ya que ocurren reacciones violentas, el óxido de magnesio debe almacenarse de

manera tal que se evite el contacto con TRIFLUORURO DE CLORO; PENTACLORURO DE FÓSFORO; ÁCIDO PERFÓRMICO; y PENTAFLUORURO DE BROMO.

El óxido de magnesio no es compatible con ÁCIDOS FUERTES (tales como el CLORHÍDRICO, SULFÚRICO y NÍTRICO); AGENTES OXIDANTES (tales como

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PERCLORATOS, PERÓXIDOS, PERMANGANATOS, CLORATOS, NITRATOS, CLORO, BROMO y FLÚOR); y METALES EN POLVO.

Almacene en recipientes bien cerrados, en un área fresca y bien ventilada y lejos de HUMEDAD.

El producto tiene una vida de almacenamiento de 12 meses.

2. PRIMEROS AUXILIOS En caso de inhalación: saque a la persona del área hacia el aire libre. Procure

atención médica si se desarrolla irritación respiratoria o si la respiración se dificulta.

En caso de contacto con la piel: Lave con agua y jabón. Si la irritación persiste procure atención médica.

En caso de contacto con los ojos: lave de inmediato los ojos con un chorro de agua abundante durante al menos 15 minutos y procure atención médica si la irritación persiste.

En caso de ingestión: En condiciones normales no se necesitan procedimientos de primeros auxilios.

CONCLUSIÓN

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El magnesio es uno de los tantos elementos trascendentales en la biología humana. Es de gran utilidad y esencialidad contar con los niveles adecuados de magnesio en el organismo, ya que su carencia puede provocar una serie de complicaciones.

Es un nutriente mineral de gran relevancia para la vida y está presente en todas las células de todos los organismos. Por ejemplo, el ATP, la principal forma de energía a nivel celular, el cual debe estar enlazado a magnesio para estar activo biológicamente.

Lo que llamamos ATP es en general ATP-Mg, como forma activa. Similarmente, el magnesio juega un rol importante en la estabilidad de todos los compuestos polifosfatados de las células, incluyendo aquellos asociados a la síntesis de ADN y ARN, además posee una vital importancia en la fotosíntesis ya que es parte de la clorofila en los vegetales.

Desde un enfoque más amplio, también podemos establecer que contribuye al desarrollo de medicamentos y suplementos alimentarios necesarios para restablecer los estándares normales de magnesio en aquellas personas que presentan un déficit de él. A su vez, participa en la elaboración de fertilizantes y como agentes de secado, aislantes y como uso refractario.

Finalmente cabe destacar que el magnesio asociado a otros elementos en estado puro puede provocar una serie de complicaciones si no se utiliza con prudencia y precaución, como en el caso del óxido de magnesio, el cual puede ocasionar fuerte irritabilidad respiratoria y oral en caso de no utilizar implementos necesarios para su manipulación.

BIBLIOGRAFÍA

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(1) Universidad Autónoma de Madrid (2008). Elementos químicos: El magnesio.http://www.adi.uam.es/docencia/elementos/spv21/sinmarcos/elementos/mg.html

(2) Universidad Autónoma de México (2004). Magnesio.http://www.uam.es/docencia/elementos/spV21/conmarcos/elementos/mg.html

(3) Quimiweb (2005). Tabla periódica: el magnesio.http://www.quimicaweb.net/tablaperiodica/paginas/magnesio.htm

(4) Universidad Autónoma de México (2004). Magnesio. http://www.uam.es/docencia/elementos/spV21/conmarcos/elementos/mg.html

(5) Tienda de minerales (2008). Dolomita, Magnesita, Carnalita y Olivino.http://www.mineral-s.com/

(6) WebAcademia (2003). Bromuro de magnesio.http://centrodeartigos.com/articulos-utiles/article_104717.html

(7) WebElements (2003). Magnesium compunds: magnesium dichloride. http://www.webelements.com/compounds/magnesium/magnesium_dichloride.html

(8) EcuRed (2007). Hidróxido de magnesio. http://www.ecured.cu/index.php/Hidr%C3%B3xido_de_Magnesio

(9) Quiminet (2013). Uso y aplicaciones del óxido de magnesio http://www.quiminet.com/articulos/usos-y-aplicaciones-del-oxido-de-magnesio-2681300.htm

(10) Medline Plus (2013). Óxido de magnesio http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/druginfo/meds/a601074-es.html

(11) Industrias Emu (2008). Utilización y mantenimiento del óxido de magnesio http://www.industriasemu.com/PDFS/HojaSeguridad_Oxido_Magnesio.pdf