Magnésio (Mg)

O magnésio, número atômico 12, é um metal acinzentado pertencente ao grupo 2 da Tabela Periódica, também conhecido como o grupo dos metais alcalinoterrosos. Foi isolado, pela primeira vez, em 1808, por Sir Humphry Davy, por meio de técnicas eletrolíticas. É o oitavo elemento mais abundante da crosta terrestre e o terceiro mais abundante do mar.

O magnésio finamente dividido, quando queimado, produz uma luz branca de grande intensidade e brilho e, por isso, ele está na composição de fogos de artifício. Esse elemento também se destaca na medicina, por estar presente no sal de Epsom e no leite de magnésia, além de ser muito importante para os sistemas biológicos, participando de diversas reações bioquímicas e sendo o átomo central da porfirina clorofila.

Leia mais: Metais alcalinoterrosos — elementos pertencentes ao grupo 2 da Tabela Periódica, como berílio (Be) e cálcio (Ca)

Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre magnésio
• 2 - Propriedades do magnésio
• 3 - Características do magnésio
• 4 - Onde o magnésio pode ser encontrado?
• 5 - Obtenção do magnésio
  • Videoaula sobre eletrólise
• 6 - Aplicações do magnésio
• 7 - Magnésio para a saúde
• 8 - História do magnésio
• 9 - Exercícios sobre magnésio

Resumo sobre magnésio

• O magnésio é um metal acinzentado pertencente ao grupo dos metais alcalinoterrosos.

• Quando finamente dividido, sua combustão produz uma luz branca e intensa.

• É o oitavo elemento mais abundante da crosta terrestre, sendo encontrado principalmente nos minerais magnesita e dolomita.

• Pode ser produzido por eletrólise ou decomposição térmica.

• É usado em ligas metálicas e medicamentos, entre outros.

• É muito importante para os seres vivos, sendo o átomo central da porfirina clorofila.

• Foi isolado pela, primeira vez, em 1808, por Sir Humphry Davy.

Propriedades do magnésio

• Símbolo: Mg

• Número atômico: 12

• Massa atômica: 24,3050 u.m.a

• Eletronegatividade: 1,31

• Ponto de fusão: 650 °C

• Ponto de ebulição: 1090 °C

• Densidade: 1,738 g.cm^-3 (a 20 °C)

• Configuração eletrônica: [Ne] 3s²

• Série química: grupo 2, metais alcalinoterrosos

Características do magnésio

O magnésio, quando na sua forma metálica, apresenta uma coloração acinzentada, sendo maleável, dúctil e um pouco quebradiço. Em contato com o ar, a superfície brilhante logo fica escurecida por conta da oxidação, que forma o óxido de magnésio na superfície. O óxido de magnésio superficial, contudo, protege a substância metálica interna.

Quando finamente dividido, o magnésio metálico entra em ignição em contato com o ar se a temperatura estiver mais elevada. A chama da queima do magnésio é branca e extremamente brilhante.

Quanto à reatividade, o magnésio é atacado pelo ácido nítrico, mas não é capaz de reagir com soluções alcalinas.

Leia mais: O que é combustão?

Onde o magnésio pode ser encontrado?

O magnésio é fácil de ser encontrado tanto na crosta terrestre quanto no mar. Isso porque, na crosta, ele figura como o oitavo elemento mais abundante, enquanto, no mar, é o terceiro mais abundante. Não à toa, são conhecidos mais de 80 minerais que têm, pelo menos, 20% em massa de magnésio.

Entre as principais fontes de magnésio, temos a magnesita (MgCO₃), um carbonato de magnésio com teor médio de 47,8% de MgO e 52,2% de CO₂. Outro mineral importante é a dolomita, uma mistura dos carbonatos de cálcio e magnésio. O magnésio ainda pode ser encontrado na olivina (um silicato de ferro e magnésio, (Mg,Fe)₂SiO₄) e na carnalita (um cloreto duplo de potássio e magnésio, KCl e MgCl₂).

Obtenção do magnésio

As técnicas de obtenção de magnésio são basicamente duas: eletrólise ou decomposição térmica.

Na eletrólise, a principal fonte de partida de magnésio é o cloreto de magnésio anidro (sem água). O cloreto de magnésio pode ser oriundo de um mineral, como da carnalita, mas também da água do mar (muito comum nos Estados Unidos).

No segundo caso, o hidróxido de magnésio, Mg(OH)₂, é precipitado pela ação do Ca(OH)₂. Depois, o hidróxido de magnésio é neutralizado pelo ácido clorídrico, que, com a evaporação da água, gera o sal cloreto de magnésio parcialmente hidratado (MgCl₂·xH₂O). Depois, basta o sal ser aquecido até uma temperatura de cerca de 700 °C para então se tornar anidro. Posteriormente, a eletrólise segue com cloreto de magnésio fundido, obtendo-se o magnésio metálico (líquido) no cátodo.

Etapa de neutralização: 2 HCl + Mg(OH)₂ → MgCl₂ + 2 H₂O

Reação catódica: Mg²⁺ (l) + 2e^- → Mg (l)

Reação anódica: 2 Cl^- (l) → Cl₂ (g) + 2e^-

Já na decomposição térmica (ou redução térmica), os carbonatos de cálcio e magnésio oriundos da dolomita são termicamente decompostos nos óxidos de cálcio e magnésio respectivamente. Assim, óxido de magnésio é reduzido pela ação do ferrossilício (FeSi), em um processo químico cuja temperatura deve ficar na casa dos 1200 ºC a 1600 °C:

2 MgO + 2 CaO + FeSi → 2 Mg + Ca₂SiO₄ + Fe

O magnésio é separado por meio de uma destilação em vácuo. A decomposição térmica é a técnica de produção em larga escala de magnésio utilizada na China.

• Videoaula sobre eletrólise

Aplicações do magnésio

O brilho intenso e branco da queima do magnésio o colocou no mundo da fotografia. Embora novas tecnologias tenham sido desenvolvidas, talvez ainda seja possível encontrar magnésio em lâmpadas e flashes para iluminar cenários e fotografias. Também é comum a colocação de magnésio em fogos de artifício, de modo a intensificar seu brilho.

A baixa densidade desse metal (1,738 g.cm^-3) o torna um grande atrativo para ligas metálicas. Isso porque ligas com magnésio podem ter uma massa que corresponda a um quarto do aço. Sua metalurgia mais simples também o faz popular nos setores de construção, aeronaves, além de instrumentos ópticos e eletrônicos.

Nos sistemas biológicos, o magnésio tem grande importância, já que ele é vital para que células ou enzimas de organismos vivos possam sintetizar adenosina trifosfato, DNA e RNA. O magnésio é o átomo central da porfirina clorofila, responsável pela fotossíntese.

Já na química orgânica, o magnésio foi essencial para os avanços nos estudos dos organometálicos. Embora já se conhecesse compostos organometálicos de magnésio, os que haviam sido descritos até então tinham a questão da baixíssima solubilidade, desacelerando suas aplicações. Até que, em 1900, o então doutorando francês Victor Grignard conseguiu sintetizar compostos organometálicos de magnésio solúveis e estáveis em solução, dando origem ao que hoje conhecemos como compostos de Grignard.

Essa descoberta revolucionou a química orgânica, tanto que Grignard recebeu um prêmio Nobel, em 1912, pela descoberta. Hoje, os compostos de Grignard são os nucleófilos mais populares, com centenas de milhares de publicações científicas a seu respeito.

Leia mais: A química presente nos fogos de artifício

Magnésio para a saúde

Um ser humano adulto deve consumir, em média, 300 mg de magnésio por dia. Há evidências de que a ingestão de magnésio pode reduzir o risco de derrames, insuficiência cardíaca e diabetes tipo 2.

Seu amplo papel celular também é destaque. Estima-se que o magnésio se envolva em mais de 300 reações bioquímicas. O magnésio regula a contração dos músculos, ajuda a formar o ATP e, como antioxidante, auxilia na eliminação de radicais livres, tão danosos à saúde.

O magnésio também auxilia nos efeitos da tensão pré-menstrual (TPM), pois seu controle sobre os músculos ajuda a aplacar as cólicas. Alguns ginecologistas e nutricionistas, inclusive, chegam a suplementar magnésio durante a gestação, de modo a diminuir as contrações uterinas e evitar partos prematuros.

Em nosso corpo, a maior parte do magnésio está armazenada nos ossos. Lá, ele auxilia a fim de evitar a deficiência de vitamina D, tão essencial para a saúde óssea.

O magnésio também é utilizado na fabricação de remédios. O mais famoso é o leite de magnésia, uma suspensão de hidróxido de magnésio utilizada como antiácido e laxante. O citrato de magnésio é aplicado em remédios efervescentes, enquanto o sulfato de magnésio é comercializado sob o nome de sal de Epsom, conhecido por suas propriedades anti-inflamatórias, antioxidantes e relaxantes.

História do magnésio

A palavra magnésio vem de uma expressão latina magnesia alba, que significa “magnésia branca”, nome dado ao carbonato de magnésio. Contudo, entende-se que o nome do elemento teve origem grega, uma vez que Magnésia era um distrito de Tessália, Grécia, local em que foi encontrado o mineral esteatito, um silicato de magnésio hidratado, conhecido como talco ou pedra-sabão.

Embora já se conhecesse compostos de magnésio, como o sal de Epsom, descoberto em 1618 por Henry Wicker, na cidade de Epsom, ao norte do condado de Surrey, Inglaterra, o magnésio só foi obtido na forma pura em 1808, por Sir Humphry Davy. Davy utilizou o mesmo método eletrolítico desenvolvido por Jöns Jakob Berzelius e Magnus Martin Pontin para isolar o sódio, bário, potássio, estrôncio e cálcio, nos anos de 1807 e 1808.

Exercícios sobre magnésio

Questão 1 (UFTM MG)

O magnésio é um elemento empregado na fabricação de fertilizantes e medicamentos. Um de seus principais compostos, o cloreto de magnésio, pode ser obtido da água do mar por meio das seguintes etapas:

I. precipitação como Mg(OH)₂;

II. adição de uma solução aquosa concentrada de HCl;

III. evaporação da água e separação do cloreto de magnésio.

A soma dos menores coeficientes estequiométricos inteiros da equação, corretamente balanceada, para reação de formação de cloreto de magnésio descrita, é igual a

A) 4.

B) 6.

C) 7.

D) 8.

E) 9.

Resposta: letra B

A questão descreve a neutralização do hidróxido de magnésio pelo ácido clorídrico, para a então obtenção do cloreto de magnésio anidro após evaporação. A reação descrita pode ser exposta assim:

Mg(OH)₂ + 2 HCl → MgCl₂ + 2 H₂O

Como a neutralização é total, o número de grupamentos hidróxido (OH) deve ser igual ao número de hidrogênios ionizáveis.

Quando nenhum número é escrito antes da substância, é porque o coeficiente estequiométrico é igual a 1. Assim, a soma dos coeficientes é igual a 1 + 2 + 1 + 2, que é igual a 6.

Questão 2 (Colégio Naval, 2017)

A queima do magnésio (Mg) com o gás oxigênio emite uma luz branca (o flash das máquinas fotográficas), resultando no óxido de magnésio (MgO). A equação dessa reação devidamente balanceada é:

A) Mg + O₂ → MgO

B) 2 Mg + O₂ → 2 MgO

C) 2 Mg + O₃ → Mg₂O₃

D) Mg + O → 2 MgO

E) Mg₂ + O₂ → Mg₂O

Resposta: letra B

O óxido de magnésio, MgO, é obtido pela combustão do magnésio metálico (Mg) por ação do gás oxigênio (O₂). Assim, a reação precisa ter a seguinte estrutura:

Mg + O₂ → MgO

Agora, balanceando-a corretamente, temos que:

2 Mg + O₂ → 2 MgO

Por Stéfano Araújo Novais
Professor de Química