Magnesium
| |||||||||||||||||||||||||
| Umum | |||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Nama, Simbol, Nombor | magnesium, Mg, 12 | ||||||||||||||||||||||||
| Siri kimia | logam alkali bumi | ||||||||||||||||||||||||
| Kumpulan, Kala, Blok | 2, 3, s | ||||||||||||||||||||||||
| Rupa | putih keperakan 
| ||||||||||||||||||||||||
| Jisim atom | 24.3050(6) g/mol | ||||||||||||||||||||||||
| Konfigurasi elektron | [Ne] 3s2 | ||||||||||||||||||||||||
| Bilangan elektron per petala | 2, 8, 2 | ||||||||||||||||||||||||
| Sifat fizikal | |||||||||||||||||||||||||
| Keadaan | pepejal | ||||||||||||||||||||||||
| Ketumpatan (sekitar suhu bilik) | 1.738 g/cm³ | ||||||||||||||||||||||||
| Ketumpatan cecair pada takat lebur | 1.584 g/cm³ | ||||||||||||||||||||||||
| Takat lebur | 923 K (650 °C, 1202 °F) | ||||||||||||||||||||||||
| Takat didih | 1363 K
(1090 °C, 1994 °F) | ||||||||||||||||||||||||
| Haba pelakuran | 8.48 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||
| Haba pengewapan | 128 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||
| Muatan haba | (25 °C) 24.869 J/(mol·K) | ||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||
| Sifat atom | |||||||||||||||||||||||||
| Struktur hablur | heksagonal | ||||||||||||||||||||||||
| Keadaan pengoksidaan | 2 (oksida bes kuat) | ||||||||||||||||||||||||
| Keelektronegatifan | 1.31 (skala Pauling) | ||||||||||||||||||||||||
| Tenaga pengionan | pertama: 737.7 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||
| kedua: 1450.7 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||
| ketiga: 7732.7 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||
| Jejari atom | 150 pm | ||||||||||||||||||||||||
| Jejari atom (kiraan) | 145 pm | ||||||||||||||||||||||||
| Jejari kovalen | 130 pm | ||||||||||||||||||||||||
| Jejari Van der Waals | 173 pm | ||||||||||||||||||||||||
| Lain-lain | |||||||||||||||||||||||||
| Sifat kemagnetan | paramagnet | ||||||||||||||||||||||||
| Rintangan elektrik | (20 °C) 43.9 nΩ·m | ||||||||||||||||||||||||
| Keberkonduktan haba | (300 K) 156 W/(m·K) | ||||||||||||||||||||||||
| Pengembangan terma | (25 °C) 24.8 µm/(m·K) | ||||||||||||||||||||||||
| Kelajuan bunyi (rod halus) | (suhu bilik) (disepuh) 4940 m/s | ||||||||||||||||||||||||
| Modulus Young | 45 GPa | ||||||||||||||||||||||||
| Modulus ricih | 17 GPa | ||||||||||||||||||||||||
| Modulus pukal | 45 GPa | ||||||||||||||||||||||||
| Nisbah Poisson | 0.29 | ||||||||||||||||||||||||
| Skala kekerasan Mohs | 2.5 | ||||||||||||||||||||||||
| Kekerasan Brinell | 260 MPa | ||||||||||||||||||||||||
| Nombor CAS | 7439-95-4 | ||||||||||||||||||||||||
| Isotop | |||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||
| Rujukan | |||||||||||||||||||||||||
Magnesium ialah unsur kimia di dalam jadual berkala yang mempunyai simbol Mg, nombor atom 12 dan jisim atom 24.31. Magnesium merupakan unsur yang kelapan paling berlimpah di bumi dan merangkumi 2% daripada kandungan kerak Bumi dari segi berat, manakala adalah unsur ketiga terbanyak yang terlarut dalam air laut. Logam alkali bumi ini banyak digunakan dalam pengaloian logam, contohnya dalam pembuatan aloi aluminium-magnesium, yang biasanya dinamakan "magnalium" atau "magnelium".
Sifat utama sunting
Magnesium agak kuat, berwarna putih keperakan dan ringan (satu pertiga lebih ringan daripada aluminium). Magnesium berubah kusam apabila terdedah kepada udara, tetapi berlainan dengan logam-logam alkali, penyimpanan dalam persekitaran yang bebas oksigen tidaklah diperlukan kerana ia akan membentuk satu lapisan pelindung oksida yang sukar ditembus atau diasingkan. Dalam bentuk serbuk, logam ini terbakar dengan nyalaan putih apabila terdedah kepada keadaan lembap. Magnesium sukar terbakar jika dalam bentuk ketulan, dan adalah lebih mudah untuk dibakar jika dipotong dalam bentuk jalur nipis.
Adalah amat sukar untuk mematikan pembakaran magnesium, oleh sebab ia boleh terbakar bersama nitrogen (membentuk magnesium nitrida), dan karbon dioksida (membentuk magnesium oksida dan karbon). Pembakaran pita magnesium akan tetap berterusan jika pita direndam dalam air, sehinggalah pita magnesium habis terbakar.
Magnesium menghasilkan cahaya putih yang terang apabila dibakar dalam udara. Ini digunakan pada zaman awal fotografi di mana serbuk magnesium digunakan sebagai sumber pencahayaan (serbuk kilat). Kemudiannya, pita magnesium digunakan dalam mentol denyar yang dinyalakan menggunakan tenaga elektrik. Serbuk magnesium masih digunakan dalam pembuatan mercun dan nyala marin apabila cahaya putih terang diperlukan.
Kegunaan sunting
Dalam bentuk logam sunting
Dalam bentuk logam, kegunaan utama unsur ini adalah sebagai bahan tambahan aloi kepada aluminium, dan aloi ini biasanya digunakan dalam pembuatan tin minuman.
Magnesium tulen bersifat seperti aluminium, kuat dan ringan. Oleh sebab itu, ia digunakan dalam pembuatan alat berisipadu tinggi, termasuklah komponen automotif dan trak. Roda khusus bergred tinggi yang diperbuat daripada aloi magnesium adalah dipanggil "roda mag." Pada tahun 1957, sebuah kereta Corvette SS, yang direka untuk perlumbaan, telah dibina sepenuhnya menggunakan panel badan yang diperbuat daripada magnesium. Volkswagen pula sudah lama menggunakan magnesium dalam pembinaan enjinnya. Porsche juga telah lama menggunakan aloi magnesium pada blok enjinnya kerana kelebihan pada berat enjin magnesium yang lebih ringan, akan tetapi pada sekitar awal tahun 1980-an, Porsche kembali menggunakan aluminium kerana kelasakan yang lebih tinggi ditonjolkan dalam aplikasi kuasa enjin tinggi dan harga aluminium yang lebih rendah. Akan tetapi, minat kembali timbul pada blok enjin magnesium, contohnya dalam model BMW 325i dan 330i pada tahun 2006. Enjin yang merangkul anugerah BMW didirikan daripada dinding silinder yang diperbuat daripada aloi aluminium, manakala jaket penyejuk dilapisi aloi magnesium AJ62A suhu tinggi. Penggunaan aloi magnesium AE44 dalam endul enjin Corvette Z06 pula telah memajukan lagi teknologi rekaan bahagian automotif yang lasak dengan menggunakan magnesium. Kedua-dua aloi ini merupakan perkembangan terbaru dalam aloi magnesium bersuhu tinggi dan kerayapan terma yang rendah. Perkembangan dalam penciptaan aloi-aloi magnesium baru dengan kos yang rendah akan meningkatkan lagi penggunaan magnesium dalam bidang automotif, dan akan semakin menyaingi penggunaan aluminium dalam bidang tersebut.
Kegunaan-kegunaan lain termasuklah:
- Mengasingkan/menghilangkan sulfur dalam besi dan besi waja.
- Plat fotoukiran dalam industri pencetakan.
- Ditambah dengan logam lain untuk membentuk aloi dalam pembinaan kapal terbang dan peluru berpandu.
- Dalam aloi aluminium-magnesium, logam ini memperbaiki sifat mekanikal, pembikinan dan pengimpalan logam aluminium.
- Agen penambah dalam bahan perejang konvensional dan digunakan untuk menghasilkan grafit nodul dalam besi tempa.
- Agen penurun dalam penghasilan uranium tulen dan logam-logam lain daripada garamnya.
- Magnesium adalah bahan boleh terbakar, dan terbakar pada suhu lebih kurang 2500K (2200 °C, 4000 °F).
- Suhu pembakaran magnesium yang sangat tinggi membolehkannya menjadi alat berguna untuk menghasilkan api keselamatan semasa beriadah atau kegiatan luar.
- Kegunaan yang lain termasuklah dalam lampu denyar fotografi, nyala, dan piroteknik, termasuklah bom api.
Dalam bentuk sebatian sunting
Sebatian magnesium, terutamanya magnesium oksida, digunakan untuk menyalut (menyari) relau pembuatan besi, keluli, logam bukan besi, kaca dan simen; iaitu sebagai bahan tahan api. Magnesium oksida dan sebatian-sebatian magnesium yang lain juga digunakan dalam industri pertanian, kimia dan pembinaan.
Kegunaan-kegunaan lain termasuklah:
- Dalam bidang perubatan, magnesium hidroksida digunakan untuk menghasilkan susu magnesia; magnesium sulfat dalam penghasilan garam Epsom manakala magnesium klorida, oksida, glukonat, malat, oratat, dan sitrat digunakan sebagai makanan tambahan zat magnesium.
- Serbuk magnesium karbonat (MgCO3) digunakan untuk menguatkan genggaman pada alat-alat sukan seperti radas gimnastik oleh para gimnas dan palang angkat oleh pengangkat berat.
- Magnesit bakar mati digunakan sebagai bahan tahan api (refraktori) dalam batu-bata dan ari/salutan pada relau dan juga alat pengubah bermangkin.
- Magnesium stearat adalah serbuk putih yang sedikit mudah terbakar dan mempunyai sifat pelincir. Dalam bidang farmaseutikal, ia digunakan dalam perkilangan tablet untuk mengelakkan tablet daripada melekat pada alat semasa proses pemampatan tablet (iaitu, apabila bahan tablet ditekan menjadi bentuk tablet)
Sejarah sunting
Nama ini berasal dari perkataan Yunani bagi sebuah daerah di Thessaly yang bernama Magnesia. Joseph Black dari England mengenalpasti magnesium sebagai sejenis unsur pada tahun 1755, Sir Humphry Davy mengasingkan logam magnesium secara elektrolisis pada tahun 1808 daripada campuran magnesia dan HgO, sementara A. A. B. Bussy pula telah menyediakannya dalam bentuk koheren pada tahun 1831. Magnesium merupakan unsur kelapan paling berlimpah dalam kerak Bumi. Ia merupakan logam Alkali Bumi, maka tidak wujud secara semula jadi dalam keadaan tak bergabung dengan lain-lain unsur. Ia wujud dalam mendapan besar magnesit, dolomit, dan mineral lain.
Sumber sunting
Walaupun magnesium dijumpai di dalam lebih daripada 60 jenis mineral, hanya dolomit, magnesit, brucite, carnallite, talkum, dan olivine mempunyai kepentingan komersil.
Di Amerika Syarikat, logam ini diperolehi utamanya melalui elektrolisis magnesium klorida lebur daripada air garam, air telaga dan air laut.
Amerika Syarikat secara tradisinya merupakan pembekal utama dunia untuk logam ini, iaitu membekal sebanyak 45% pengeluaran dunia pada tahun 1995. Pada masa kini, syer pasaran AS hanyalah 7%, dan tinggal hanya satu pengeluar domestik. Bermula pada tahun 2005 China telah mengambil alih tempat sebagai pembekal utama, iaitu ditambat pada 60% syer pasaran dunia, meningkat daripada 4% pada 1995. Berlainan dengan proses elektrolisis yang diterangkan di atas, China bergantung hampir sepenuhnya kepada cara lain pemerolehan logam daripada bijihnya, iaitu proses Pidgeon silikoterma.
Sebatian dalam organisma hidup sunting
Magnesium organik penting bagi kedua-dua haiwan dan tumbuhan. Klorofil merupakan porifrin berpusat magnesium. Keperluan gizi seharian bagi orang dewasa, yang dipengaruhi oleh pelbagai faktor, seperti jantina, berat dan saiz, adalah 300-400 mg/hari. Banyak enzim memerlukan kehadiran ion magnesium untuk tindakan mangkinan, terutamanya enzim yang mempergunakan ATP. Pemakanan yang kekurangan magnesium selalunya boleh mengakibatkan kekejangan otot, yang biasanya dikaitkan dengan penyakit kardiovaskular, diabetis, tekanan darah tinggi, dan osteoporosis. Kekurangan akut zat magnesium sangat jarang berlaku.
Paras tinggi pengambilan yang boleh diterima oleh DRI bagi makanan tambahan magnesium adalah 350 mg/hari. Gejala yang biasa ditemui bagi pengambilan berlebihan ialah cirit-birit.
Sumber makanan sunting
Sayur hijau seperti bayam membekalkan magnesium kerana pusat molekul klorofil mengandungi magnesium. Kekacang, biji-bijian dan sesetengah bijian sempurna, adalah sumber magnesium yang baik.
Walaupun magnesium terdapat pada kebanyakan makanan, ia biasanya wujud dalam jumlah yang sedikit. Seperti kebanyakan nutrien, keperluan seharian magnesium tidak dapat dicapai melalui hanya satu jenis makanan. Memakan beraneka jenis makanan, termasuklah lima sajian buah-buahan dan sayur-sayuran setiap hari dan banyak bijian, akan memastikan keperluan pemakanan magnesium yang mencukupi.
Kandungan magnesium dalam makanan kilang biasanya rendah. Roti penuh gandum, contohnya, mempunyai dua kali ganda lebih magnesium berbanding roti putih kerana germa dan dedak yang kaya magnesium telah dikeluarkan semasa pemprosesan. Jadual sumber makanan magnesium mencadangkan pelbagai sumber gizi magnesium.
Air juga boleh membekal magnesium, tetapi kandungannya berubah-ubah mengikut bekalan air. Air liat mengandungi lebih banyak magnesium berbanding dengan air lembut. Tinjauan gizi pemakanan tidak mengambil kira pengambilan daripada air, dan ini mungkin akan menyebabkan penganggaran lebih rendah dalam jumlah pengambilan magnesium dan kebolehubahannya.
Di bawah menunjukkan beberapa jenis makanan dan kandungan magnesium di dalam setiap jenis makanan tersebut.
- bayam (1/2 cawan) = 80 miligram (mg)
- mentega kacang tanah (2 sudu makan) = 50 mg
- kacang bol (1/2 cup) = 45 mg
- susu, rendah lemak (1 cawan) = 40 mg
Isotop sunting
26Mg merupakan isotop stabil yang mempunyai penggunaan dalam bidang geologi isotop, sama seperti aluminium. 26Mg merupakan hasil reputan radiogenik 26Al, yang mempunyai separuh hayat 717,000 tahun. Pengayaan besar-besaran 26Mg diperhatikan pada kepungan kaya Ca-Al dalam sesetengah meteorit kondrit berkarbon. Kelimpahan 26Mg yang janggal ini mungkin disebabkan oleh pereputan induk iaitu 26Al di dalam kepungan tersebut. Oleh itu, meteorit sudah pasti telah terhasil dalam nebula suria sebelum 26Al mereput. Maka, cebisan--cebisan ini mungkin merupakan antara objek yang tertua di dalam sistem suria dan mungkin menyimpan maklumat tentang sejarah awal sistem suria.
Pemplotan 26Mg/24Mg melawan nisbah Al/Mg adalah langkah biasa dalam bidang ini. Dalam sebuah plot isokron, nisbah Al/Mg yang diplotkan adalah 27 Al/24Mg. Kecerunan isokron tidak menunjukkan sebarang tanda usia, tetapi dapat menunjukkan nisbah awal 26Al/27Al dalam sampel tersebut pada ketika sistem baru sahaja dipisahkan daripada takungan yang sama.
Langkah pengawasan sunting
Logam dan aloi magnesium amat mudah terbakar, samada dalam keadaan tulen semasa dilebur, dalam bentuk serbuk, atau dalam bentuk pita. Magnesium lebur atau yang terbakar bertindak cergas dengan air. Serbuk magnesium pula merupakan sejenis bahan bahaya letupan. Semasa mengendalikan magnesium, kaca keselamatan haruslah dipakai. Cahaya putih yang terang (dan juga ultraungu) yang terhasil daripada nyalaan magnesium boleh merosakkan deria mata. Air tidak seharusnya digunakan untuk memadam api magnesium, kerana ini sebenarnya menggalakkan pembakaran, melalui tindak balas: [1]
- Mg (s) + 2 H2O (v) → Mg(OH)2 (aq) + H2 (g)
- atau dalam perkataan:
- Magnesium (pepejal) + stim → Magnesium hidroksida (akueus) + Hidrogen (gas)
Pemadam api karbon dioksida juga tidak harus digunakan, kerana magnesium juga boleh terbakar dalam karbon dioksida (menghasilkan magnesium oksida, MgO, dan karbon)[2]. Pemadam api untuk bahan kimia kering Kelas D haruslah digunakan jika ada, sekiranya tidak terdapat pemadam api tersebut, api boleh dikambus dengan pasir. Satu cara yang mudah untuk memadam api ialah dengan mengisi pasir ke dalam beg politena dan meletakkannya di atas api. Haba api akan mencairkan beg dan pasir akan terkeluar lalu melitupi api.