Μαγνήσιο: ένας εύφλεκτος σύντροφος

Μικρό βιογραφικό για το στοιχείο μαγνήσιο. Κάθε Κυριακή «Το Βήμα» μας ταξιδεύει και σε μια άλλη γωνιά του περιοδικού πίνακα.

Βίος και πολιτεία

Ο μικρός μάζεψε όσο περισσότερο αέρα μπορούσαν να χωρέσουν οι πνεύμονές του και ετοιμάστηκε να επιτεθεί… στα κεράκια της τούρτας. Ηταν κατά ένα πιο πολλά από πέρυσι, ήθελε να καταπλήξει και όλους αυτούς που τραγουδούσαν γύρω του, και ένας ανεμοστρόβιλος βγήκε από το στόμα του. Τα κεράκια έσβησαν, αλλά ώσπου να προλάβει να το ευχαριστηθεί ξανάναψαν. Αλλη μία επίθεση προτού προλάβουν να ανάψουν για τα καλά, όμως αυτά επέμεναν να μη σβήνουν οριστικά. Από τα γέλια των γύρω κατάλαβε ότι κάτι τού είχαν σκαρώσει.

Τα «σκανταλιάρικα» κεράκια που ξανανάβουν μόνα τους κρύβουν μαγνήσιο

Γνωστή η πλάκα που κάνουν οι μπαμπάδες προτού οι γιοι τους μεγαλώσουν αρκετά ώστε να κινδυνεύουν να τους δείρουν. Αγοράζουν εκείνα τα ειδικά κεράκια που έχουν μια μικρή πρόσμειξη από μαγνήσιο –και αυτό είναι. Το μαγνήσιο όταν είναι σε πολύ λεπτά διαμερισμένη μορφή είναι εύφλεκτο. Οταν ζεσταθεί, γίνεται ακόμη περισσότερο. Ετσι παρ’ όλο που η φλόγα εξαφανίζεται αντιδρώντας με το οξυγόνο της ατμόσφαιρας γίνεται μια οξείδωση αρκετά βίαιη που επιτρέπει να ανάβουν ξανά και ξανά τα κεράκια της τούρτας ώσπου κάποιος να τα πιάσει από το φιτίλι με βρεγμένα δάχτυλα για να πέσει η θερμοκρασία τους.

Και μια και λέμε για τέτοιες λίγο… χημικές πλάκες, μια πιο βασανιστική είναι να αντικαταστήσεις τη λευκή εκείνη σκόνη που χρησιμοποιούν οι αρσιβαρίστες προτού σηκώσουν κάποιο μεγάλο βάρος, με ταλκ. Μπορείς να τους δημιουργήσεις αρκετά μεγάλο πρόβλημα.

Η πρώτη αναγνώριση ότι το μαγνήσιο ήταν ένα ξεχωριστό στοιχείο έγινε από τον Joseph Black στο Εδιμβούργο της Σκωτίας το 1775. Το 1808 ο Sir Hamfry Davy κάνοντας ηλεκτρόλυση σε οξείδιο του μαγνησίου κατάφερε να πάρει καθαρό μέταλλο και πρότεινε γι’ αυτό την ονομασία Magnium, για να μη συγχέεται με το μαγγάνιο, αλλά τελικά επικράτησε το όνομα μαγνήσιο από τη μαγνησία, μια γη πλούσια, όπως λέγεται, σε ανθρακικό μαγνήσιο.

Αριθμοί κυκλοφορίας

Ατομικός αριθμός: 12

Ατομικό βάρος: 24,3050

Σημείο τήξης: 649^οC

Σημείο ζέσης: 1.090^οC

Αριθμός ισοτόπων: 22

Είναι το ένατο πιο διαδεδομένο στοιχείο στο Σύμπαν και το έβδομο στον γήινο φλοιό.

Δεν θέλει πολλά από τη ζωή μας αλλά προσφέρει πολλά σε ολόκληρο τον κόσμο. Κάποια έντομα μόνο δεν το χρειάζονται. Και μόνο να ξέρεις ότι βρίσκεται στο κέντρο του μορίου της χλωροφύλλης, του βασικού υπευθύνου για τη φωτοσύνθεση από όπου προκύπτει και το οξυγόνο που αναπνέουν οι επίγειοι οργανισμοί, καταλαβαίνεις για ποιας σπουδαιότητας στοιχείο πρόκειται. Με τη βοήθεια του ηλιακού φωτός διοξείδιο του άνθρακα και νερό συντίθενται σε γλυκόζη και από εκεί προκύπτουν κυτταρίνη και άμυλο.

Μέσα στο σώμα μας το μεγαλύτερο μέρος του πηγαίνει στον σκελετό, αλλά το βρίσκεις να εμπλέκεται και σε τέσσερις πολύ βασικές διαδικασίες. Ρυθμίζει τη διαπερατότητα των κυτταρικών μεμβρανών, συμμετέχει στον σχηματισμό των πρωτεϊνών, στη δημιουργία περίπου τριακοσίων ενζύμων και στην αντιγραφή του DNA.

Είναι διαδεδομένο σε ολόκληρο το Σύμπαν διότι στους υπερκαινοφανείς αστέρες δημιουργείται κατά τον θάνατο αυτών των άστρων.

Σε αεροπορικές επιδρομές στη διάρκεια του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου υπολογίζεται ότι μπορούσαν μέσα σε μία ώρα να σκορπίσουν επάνω από μια πόλη και 500.000 εμπρηστικές βόμβες των δύο κιλών, με περίβλημα από κράμα αλουμινίου – μαγνησίου και στο εσωτερικό τους θερμίτη (μεταλλικά οξείδια σε μορφή εύφλεκτης σκόνης). Πέφτοντας οι βόμβες αυτές αντί να εκρήγνυνται παίρνουν φωτιά και δημιουργούν ένα πύρινο κύμα μέσα σε κατοικημένη περιοχή. Το μαγνήσιο όταν ανάψει δεν σβήνει, ακόμη και αν τελειώσει το οξυγόνο, διότι συνεχίζει να αντιδρά με το άζωτο δημιουργώντας νιτρίδιο ενώ το νερό δεν σταματά τη φωτιά γιατί αντιδρά και απελευθερώνεται (το επίσης εύφλεκτο) υδρογόνο. Μόνο με ρίψη άμμου μπορεί να σταματήσει μια (τέτοια) φωτιά από μαγνήσιο.

Περισσότερα από πενήντα μεταλλεύματα περιέχουν μαγνήσιο. Το πιο διαδεδομένο είναι ο μαγνησίτης, δηλαδή το ανθρακικό μαγνήσιο, και από αυτό εξορύσσονται περίπου 24 εκατομμύρια τόνοι τον χρόνο.

Υπάρχει και στην Ελλάδα μαγνησίτης, σε 33 περιοχές, κυρίως όπου προκαλούνται ρήγματα και εκεί πέφτει νερό, με διοξείδιο του άνθρακα διαλυμένο σε αυτό, με αποτέλεσμα να εξαλλοιώνονται τα μαγνησιούχα ορυκτά ελευθερώνοντας μαγνησίτη.

Αν και το μαγνήσιο είναι εύφλεκτο σε ορισμένες μορφές και συνθέσεις, τώρα πλέον υπάρχουν κράματά του με 1%-2% ζιρκόνιο, ψευδάργυρο, νεοδύμιο ή γαδολίνιο, τα οποία χρησιμοποιούνται στις απαιτητικές κατασκευές αυτοκινήτων αγώνων, διότι είναι ανθεκτικά, εύκολα στην οξυγονοκόλληση, δεν οξειδώνονται εύκολα και είναι πολύ ελαφριά.

Η σκόνη που χρησιμοποιούν οι αθλητές για να μη γλιστρούν τα χέρια τους περιέχει ανθρακικό μαγνήσιο που δεν μουσκεύει με τον ιδρώτα

Αν ρωτήσεις, κάποιοι τηλεθεατές θα σου πουν ότι η λευκή εκείνη σκόνη που βάζουν στα χέρια τους όσοι σηκώνουν τις μεταλλικές μπάρες με τα βάρη είναι απλό ταλκ. Είναι απόλυτα βέβαιοι γι’ αυτό. Μερικοί πάλι μπορεί να νομίζουν πως πρόκειται μόνο για τριμμένη κιμωλία ή για σκόνη των μωρών, μείγμα ταλκ και καλαμποκάλευρου. Τίποτε από αυτά, και μάλιστα η χρήση τους δυσκολεύει την άρση βαρών, διότι διευκολύνουν την ολίσθηση ενώ με τον ιδρώτα των χεριών δημιουργείται κάτι σαν πηλός που κάνει την μπάρα να γλιστράει διαβολεμένα. Στην πραγματικότητα λοιπόν πρέπει να χρησιμοποιείται ανθρακικό μαγνήσιο, που δεν μουσκεύει με τον ιδρώτα και επιτρέπει στεγνή επαφή με την μπάρα. Επειδή μάλιστα σε μερικά γυμναστήρια για λόγους… σκουπίσματος δεν επιτρέπουν τη σκόνη αυτή, οι φανατικοί καταφεύγουν σε ένα υγρό μείγμα ανθρακικού μαγνησίου, αλκοόλης και ενός γαλακτωματοποιητή.

Ο όρος υπερκαινοφανείς αστέρες ή σουπερνόβα (supernova) αναφέρεται σε διαφόρους τύπους εκρήξεων που συμβαίνουν στο τέλος της ζωής των αστέρων, κατά τις οποίες παράγονται εξαιρετικά φωτεινά αντικείμενα αποτελούμενα από πλάσμα (ιονισμένη ύλη) και των οποίων η αρχική φωτεινότητα στη συνέχεια αδυνατίζει μέχρι του σημείου της αφάνειας μέσα σε λίγους μήνες.

Υπάρχουν δύο διαφορετικοί δρόμοι για αυτή την κατάληξη: είτε όταν ένας αστέρας μεγάλης μάζας παύει να παράγει ενέργεια στον πυρήνα του, οπότε και καταρρέει κάτω από τη δύναμη της ίδιας του της βαρύτητας (περίπτωση υπερκαινοφανούς Τύπου Ib και Τύπου II), είτε όταν ένας λευκός νάνος, ήδη συρρικνωμένος και παγωμένος αστέρας, απορροφά το υλικό (τη μάζα) από έναν συνοδό αστέρα όταν φτάσει στο κρίσιμο όριο απορρόφησης μάζας, το λεγόμενο όριο Τσαντρασέκαρ (Chandrasekhar), οπότε και θα υποστεί ομοίως θερμοπυρηνική έκρηξη καταρρέοντας κάτω από τη δύναμη της βαρύτητας (περίπτωση υπερκαινοφανούς Τύπου Ia). Και στις δύο αυτές περιπτώσεις η θερμοπυρηνική έκρηξη εκτινάσσει μεγάλο μέρος του αστρικού υλικού με μεγάλη δύναμη και ταχύτητα που υπερβαίνει τα 3.000 χλμ./δευτερόλεπτο (ή τα 10,8 εκατομμύρια χιλιόμετρα την ώρα), προς όλες τις κατευθύνσεις. Θεωρείται μάλιστα ότι η λάμψη τέτοιων εκρήξεων είναι κατά πολύ μεγαλύτερη από αυτήν ολόκληρου του γαλαξία. Τρία σωματίδια-α λοιπόν, δηλαδή πυρήνες του στοιχείου ήλιον με δύο πρωτόνια ο καθένας και ένας άνθρακα με έξι πρωτόνια, συντήκονται στο περιβάλλον με αυτές τις τεράστιες θερμοκρασίες και δίνουν πυρήνα μαγνησίου.