MAGNESIUM HIDROKSIDA: STRUKTUR, SIFAT, TATA NAMA, KEGUNAAN - KIMIA - 2025

The magnesium hidroksida merupakan senyawa anorganik yang memiliki satu rumus kimia Mg (OH) ₂ . Dalam bentuknya yang murni itu adalah padatan putih kusam dengan penampilan amorf; Namun, dengan kandungan pengotor yang kecil dan tepat, ia berubah menjadi brucite padat kristalin, mineral yang ditemukan dalam deposit tertentu di alam, dan merupakan sumber magnesium yang kaya.

Ini adalah elektrolit atau basa lemah, sehingga disosiasinya rendah dalam air. Sifat ini membuat Mg (OH) ₂ menjadi penetral keasaman yang baik untuk konsumsi manusia; obat yang dikenal sebagai susu suspensi magnesia. Ini juga merupakan penghambat api dengan melepaskan air selama dekomposisi termalnya.

Sampel padat magnesium hidroksida. Sumber: Chemicalinterest

Pada gambar atas beberapa padatan magnesium hidroksida ditampilkan, di mana warna putih buramnya dapat terlihat. Semakin kristal mereka, mereka mengembangkan permukaan seperti kaca dan mutiara.

Struktur kristalnya unik karena membentuk kristal heksagonal berlapis ganda, yang merupakan desain yang menjanjikan untuk desain material baru. Pada lapisan ini muatan positifnya memainkan peran penting karena substitusi Mg ²⁺ oleh kation trivalen, dan spesies yang terkurung di antara dinding yang terdiri dari anion OH ^- .

Di sisi lain, aplikasi lain diturunkan tergantung pada morfologi partikel atau nanopartikel yang disiapkan; sebagai katalis atau adsorben. Pada semuanya, rasio 1: 2 dijaga konstan untuk ion Mg ²⁺ : OH ^- , tercermin dalam rumus yang sama Mg (OH) ₂ .

Struktur

Formula dan oktahedron

Ion yang menyusun magnesium hidroksida. Sumber: Claudio Pistilli

Gambar atas menunjukkan ion-ion yang menyusun Mg (OH) ₂ . Seperti dapat dilihat, ada dua anion OH ^- untuk setiap kation Mg ²⁺ , yang berinteraksi secara elektrostatis untuk membentuk kristal dengan struktur heksagonal. Rumus yang sama menunjukkan bahwa rasio Mg: OH adalah 1: 2.

Namun, struktur kristal yang sebenarnya sedikit lebih rumit daripada mengasumsikan ion Mg ²⁺ dan OH ^{- sederhana} . Padahal, magnesium dicirikan memiliki bilangan koordinasi 6, sehingga dapat berinteraksi hingga enam OH ^- .

Jadi, oktahedron Mg (OH) _{6 terbentuk} , di mana atom oksigen ternyata berasal dari OH ^- ; dan struktur kristal sekarang bertumpu pada pertimbangan oktahedra tersebut dan bagaimana mereka berinteraksi satu sama lain.

Faktanya, satuan Mg (OH) ₆ akhirnya mendefinisikan struktur berlapis ganda yang, pada gilirannya, disusun di ruang angkasa untuk menghasilkan kristal heksagonal.

Dua lapisan

Struktur lapisan ganda magnesium hidroksida. Sumber: Smokefoot

Gambar atas menunjukkan struktur lapisan ganda magnesium hidroksida (LDH, singkatannya dalam bahasa Inggris: Hidroksida ganda berlapis). Bola hijau mewakili ion Mg ²⁺ , yang dapat digantikan oleh ion lain yang bermuatan lebih tinggi untuk menghasilkan muatan positif di lapisan tersebut.

Perhatikan bahwa di sekitar setiap Mg ²⁺ ada enam bola merah yang terhubung ke masing-masing bola putih; yaitu, satuan oktahedral Mg (OH) ₆ . OH ^- bertindak sebagai jembatan untuk menghubungkan dua Mg ²⁺ bidang yang berbeda, yang membuat lapisannya saling terkait.

Demikian juga, diamati bahwa atom hidrogen mengarah ke atas dan ke bawah, dan terutama bertanggung jawab atas gaya antarmolekul yang menahan dua lapisan unit Mg (OH) ₆ bersama-sama .

Molekul netral (seperti alkohol, amonia dan nitrogen) atau bahkan anion dapat ditempatkan di antara lapisan-lapisan ini, tergantung pada seberapa positifnya mereka (jika ada ion Al ³⁺ atau Fe ³⁺ menggantikan Mg ²⁺ ). "Pengisi" spesies ini dibatasi oleh permukaan yang tersusun dari anion OH ^- .

Morfologi

Kaca heksagonal berlapis ganda tumbuh perlahan atau cepat. Itu semua tergantung pada sintesis atau parameter preparasi: suhu, rasio molar, pengadukan, pelarut, reagen sebagai sumber magnesium, basa atau zat pengendap, dll. Saat kristal tumbuh, ia mendefinisikan mikrostruktur atau morfologi nanopartikel atau agregatnya.

Dengan demikian, nanopartikel ini dapat memiliki morfologi seperti kembang kol, trombosit, atau seperti bola. Demikian juga, distribusi ukurannya dapat berubah, seperti halnya derajat porositas padatan yang dihasilkan.

Properti

Penampilan fisik

Ini adalah padatan putih, butiran atau bubuk, dan tidak berbau.

Masa molar

58,3197 g / mol.

Massa jenis

3,47 g / mL.

Titik lebur

350 ° C. Pada suhu ini ia terurai menjadi oksida dengan melepaskan molekul air yang terkandung dalam kristalnya:

Mg (OH) ₂ (s) => MgO (s) + H ₂ O (g)

Kelarutan air

0,004 g / 100 mL pada 100 ° C; Artinya, ia hampir tidak larut dalam air mendidih, menjadikannya senyawa yang tidak larut dalam air. Namun, jika pH menurun (atau keasaman meningkat), kelarutannya meningkat karena pembentukan air kompleks, Mg (OH ₂ ) ₆ .

Sebaliknya, jika Mg (OH) ₂ telah menyerap CO ₂ , ia akan melepaskan gas yang tertahan sebagai buih ketika dilarutkan dalam medium asam.

Indeks bias

1.559

pH

Suspensi berairnya memiliki pH yang bervariasi antara 9,5 dan 10,5. Meskipun nilai-nilai ini normal, ini mencerminkan kebasaannya yang rendah dibandingkan dengan hidroksida logam lainnya (seperti NaOH).

Kapasitas panas

77,03 J / mol K.

Di mana letaknya?

Kristal vitreous biru pastel dari mineral brucite. Sumber: Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0

Magnesium hidroksida dapat ditemukan di alam sebagai mineral brucite, yang ditandai dengan warna putih transparan, dengan warna hijau atau kebiruan tergantung pada pengotornya. Demikian juga, brucite adalah bagian dari beberapa lempung, seperti klorit, yang diapit di antara lapisan silikat, bergabung dengan ion logam.

Dalam brucite terdapat ion lain selain Mg ²⁺ , seperti Al ³⁺ , Fe ³⁺ , Zn ²⁺ dan Mn ²⁺ . Bijihnya dapat ditemukan di berbagai wilayah atau danau di Skotlandia, Kanada, Italia, dan Amerika Serikat.

Secara fisik kristalnya terlihat seperti kaca cair (gambar atas), berwarna putih, keabu-abuan, kebiruan atau kehijauan, dan transparan pada spesimen langka.

Mineral ini merupakan salah satu zat jahat yang mempengaruhi semen dan beton, karena cenderung mengembang dan menyebabkan keretakan di dalamnya. Namun, ia tidak menyerap CO ₂ , jadi kalsinasi tidak berkontribusi pada efek rumah kaca dan, oleh karena itu, merupakan sumber mineralogi yang tepat (dan terkaya) untuk memperoleh magnesium, selain air laut.

Tata nama

Mg (OH) ₂ memiliki maksimal tiga nama yang diterima IUPAC (di luar mineralogi atau kedokteran). Ini sangat mirip satu sama lain, karena cara mereka mengakhiri hampir tidak bervariasi.

Misalnya, 'magnesium hidroksida' sesuai dengan namanya sesuai dengan nomenklatur stok, menghilangkan (II) di akhir karena +2 hampir secara default merupakan satu-satunya bilangan oksidasi magnesium.

'Magnesium dihydroxide', menunjukkan dengan awalan pembilang Yunani jumlah ion OH ^- ditunjukkan dalam rumus sesuai dengan nomenklatur sistematis. Dan 'magnesium hidroksida', diakhiri dengan akhiran –ico sebagai bilangan oksidasi maksimum dan "satu-satunya" dari magnesium, menurut nomenklatur tradisional.

Nama lain, seperti brucite atau milk magnesia, meskipun berhubungan langsung dengan senyawa ini, nama ini tidak boleh digunakan untuk padatan paling murni, atau sebagai senyawa anorganik (reagen, bahan mentah, dll.).

Aplikasi

Penetral

Mg (OH) ₂ karena kelarutannya yang rendah dalam air karena ia adalah penetral yang sangat baik untuk keasaman; jika tidak, ia akan menjadi basa media dengan memberikan konsentrasi ion OH ^{- yang besar} , seperti halnya basa lain (elektrolit kuat).

Jadi, Mg (OH) ₂ hampir tidak melepaskan OH ^- , pada saat yang sama ia bereaksi dengan ion H ₃ O ⁺ untuk membentuk kompleks berair magnesium, yang juga disebutkan di atas. Mampu menetralkan keasaman media berair, hal ini diperuntukan untuk pengolahan air limbah.

Ini juga merupakan aditif untuk makanan, pupuk, dan produk kebersihan pribadi tertentu, seperti pasta gigi, karena mengurangi keasamannya.

Antasid

Karena sedikit larut dalam air, ia dapat dicerna tanpa mempertaruhkan efek ion OH ^{- nya} (ia sangat sedikit terdisosiasi sebagai elektrolit lemah).

Karakteristik ini, terkait dengan subbagian di atas, menjadikannya antasid untuk mengobati sakit maag, penyakit saluran cerna, gangguan pencernaan dan sembelit, dijual dengan formula susu magnesia.

Di sisi lain, susu magnesia juga membantu melawan sariawan yang mengganggu (luka putih dan merah yang muncul di mulut).

Tahan api

Pada bagian properti disebutkan bahwa Mg (OH) ₂ terurai melepaskan air. Tepatnya, air ini membantu menghentikan pergerakan api, karena mereka menyerap panas untuk menguap dan, pada gilirannya, uapnya mengencerkan gas yang mudah terbakar atau mudah terbakar.

Mineral brucite sering digunakan secara industri untuk tujuan ini, ditujukan sebagai pengisi bahan tertentu, seperti plastik dari berbagai polimer (PVC, resin, karet), kabel atau langit-langit.

Katalisator

Mg (OH) _{2 yang} disintesis sebagai nanoplates telah terbukti efisien untuk mengkatalisis reduksi kimiawi; misalnya, 4-nitrofenol (Ph-NO ₂ ) hingga 4-aminophenol (Ph-NH ₂ ). Selain itu, zat ini memiliki aktivitas antibakteri, sehingga dapat digunakan sebagai agen terapeutik.

Adsorben

Beberapa padatan Mg (OH) ₂ bisa sangat berpori, tergantung pada metode pembuatannya. Oleh karena itu, mereka menemukan aplikasi sebagai adsorben.

Dalam larutan air, molekul pewarna dapat terserap (pada permukaannya), memperjelas air. Misalnya, mereka mampu menyerap pewarna nila carmine yang ada di aliran air.

Referensi

1. Menggigil & Atkins. (2008). Kimia anorganik. (Edisi keempat). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Magnesium hidroksida. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
3. Pusat Nasional untuk Informasi Bioteknologi. (2019). Magnesium hidroksida. Database PubChem. CID = 14791. Diperoleh dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Galeri Amethyst. (2014). Mineral brucite. Dipulihkan dari: galleries.com
5. Henrist dkk. (2003). Studi morfologi nanopartikel magnesium hidroksida
6. diendapkan dalam larutan encer. Jurnal Pertumbuhan Kristal 249, 321–330.
7. Saba J., Shanza RK, Muhammad RS (2018). Sintesis dan analisis struktur nanopartikel magnesium hidroksida mesopori sebagai katalis yang efisien.
8. Thimmasandra Narayan Ramesh dan Vani Pavagada Sreenivasa. (2015). Penghapusan Pewarna Indigo Carmine dari Larutan Berair Menggunakan Magnesium Hidroksida sebagai Adsorben. Jurnal Bahan, vol. 2015, ID Artikel 753057, 10 halaman. doi.org/10.1155/2015/753057