El Tamiz

Si no eres parte de la solución eres parte del precipitado

Conoce tus elementos - el magnesio

Continuamos hoy nuestro recorrido por la tabla periódica en la serie Conoce tus elementos, en la que tratamos de describir, al estilo de El Tamiz, algunas características interesantes o curiosas de cada uno de los elementos químicos. Tras hablar del elemento de once protones (el sodio) hoy nos dedicaremos al de doce protones: el magnesio.

Puesto que el magnesio tiene doce protones en el núcleo (además de doce, trece o catorce neutrones dependiendo del isótopo), se comporta de una manera similar al berilio, del que ya hemos hablado en la serie. Cuando el átomo de magnesio es neutro, los primeros dos electrones completan la primera capa, los siguientes ocho completan la segunda capa electrónica, y quedan otros dos en la última capa (la tercera), de modo que el magnesio tiene “dos electrones de más” y su número de oxidación es +2, como el del berilio. Al igual que aquel elemento, el magnesio es un metal – esos electrones “de sobra” le dan el carácter metálico.

De hecho, si alguna vez has visto magnesio puro y “nuevo” (ahora explico a qué me refiero con eso) tiene una apariencia claramente metálica:

Magnesio

Magnesio (la barra grisácea).

Sin embargo, el magnesio es suficientemente reactivo como para que no sea probable que lo hayas visto puro. Para empezar, no existe puro en la naturaleza: aunque es muy abundante (el noveno más común en el Universo en masa, y un 2% de la corteza terrestre), en cuanto puede reacciona con algún elemento dispuesto a aceptar esos dos electrones, para tener todas las capas completas.

De hecho, si recuerdas los metales de los que hemos hablado hasta ahora en la serie, algunos, como el litio, eran tan extraordinariamente reactivos que había que guardarlos en recipientes sellados y sumergidos en algún hidrocarburo. El magnesio no es tan extremo, pero en contacto con el aire se oxida con relativa rapidez: se forma una fina capa (una pátina) de óxido de color negruzco sobre su superficie, de modo que pierde el brillo metálico muy rápido. Por otro lado, esta capa de óxido protege al interior del metal del aire, de modo que por debajo de ella sigue habiendo magnesio puro: no se oxida todo como lo haría el litio.

La cuestión es que el magnesio de la corteza terrestre ha estado en algún momento fundido, y cuando se encuentra en ese estado no se puede formar una “capa protectora”, de modo que todo el magnesio que existe a nuestro alrededor está combinado con otros elementos. Muchísimas rocas contienen magnesio, como la dolomita, el olivino o el talco. Al contrario que otros metales menos reactivos el magnesio tardó muchísimo tiempo en ser aislado de sus compuestos.

La obtención de magnesio puro sucedió, como tantas otras, en la “fiebre” del siglo XIX, en la que un puñado de químicos aislaron multitud de elementos, atacando cualquier cosa que se ponía a su alcance con diversos métodos. Uno de los más eficaces para obtener elementos puros dio la solución en el caso del magnesio: la electrólisis. El químico responsable en este caso (como en muchos otros) fue Sir Humphry Davy, que obtuvo el magnesio de una mezcla de óxido de magnesio (MgO) y un óxido de mercurio (HgO) en 1808.

El óxido de magnesio se conocía entonces como magnesia blanca, pues era muy abundante en esa región de Tesalia, en Grecia. De modo que Davy propuso inicialmente el nombre de magnio para el nuevo metal, aunque finalmente se decidió utilizar el actual, magnesio, que la verdad es que es más fiel a la región de origen.

Durante muchísimo tiempo, la forma más extendida de obtener magnesio fue precisamente la electrólisis, aunque no de la magnesia. La cuestión es que los químicos del XIX descubrieron el magnesio en una roca porque se dedicaban precisamente a eso: a determinar qué minerales eran compuestos, y de qué elementos estaban formados. Pero el lugar más fácil para encontrar millones de toneladas de magnesio listo para ser utilizado no es otro que el agua del mar.

Sí, la sal más abundante en el océano es el cloruro de sodio (NaCl), pero hay otras muchas, y el cloruro de magnesio (MgCl2) es también muy abundante. De modo que es posible realizar la electrólisis del cloruro de magnesio fundido (obtenido del agua de mar) para obtener cloro en un electrodo y magnesio en el otro. Durante muchos años, este sistema fue empleado por los Estados Unidos para suministrar casi la mitad del magnesio empleado en el mundo entero.

Sin embargo, en los últimos tiempos China se ha convertido en el principal exportador del metal, y los chinos emplean un sistema algo diferente y más complicado en el que no tiene lugar el agua de mar, sino las rocas que contienen MgO: el proceso de Pidgeon, en el que se hace reaccionar silicio con el óxido de magnesio a una temperatura elevadísima para obtener magnesio gaseoso (sí, así de caliente se pone la cosa). China suministra hoy el 60% del magnesio utilizado en el mundo.

Y se utiliza para multitud de cosas: la más famosa, por supuesto, es para producir una luz brillante. Seguro que has visto las imágenes de fotógrafos del siglo XIX utilizando magnesio pulverizado como flash en sus fotografías. La razón es que, como hemos dicho, el magnesio no reacciona demasiado con oxígeno, sino que forma una capa de óxido, pero la cosa cambia mucho si aumentamos la temperatura: en ese caso la reacción se acelera mucho. Más aún si no se tiene un bloque de magnesio, sino limaduras o polvo, pues la superficie de reacción es muchísimo más grande. De ahí que se utilice para encender fuegos, como si fuera pedernal (pero es muchísimo más eficaz, por supuesto):

Chispas de magnesio

Crédito: Wikipedia (GPL).

Cuando se calienta el magnesio lo suficiente la reacción con el oxígeno es muy rápida: se forma óxido de magnesio en una reacción muy exotérmica, que libera ingentes cantidades de energía. El fuego de magnesio es muy peligroso, porque tiene una temperatura elevadísima, unos 2.200 °C. La luz desprendida es muy brillante y muy blanca, de ahí que se utilizase para fotografías. El problema (aunque esto no lo sabían los fotógrafos del XIX) es que una parte considerable de la radiación emitida es ultravioleta, y si tiene la suficiente intensidad y duración puede dañar la retina permanentemente.

Pero el fuego de magnesio es peligroso por otra razón, además de las graves quemaduras que puede producir y el daño en la retina: es dificilísimo de apagar, como todos los demás fuegos de metales. El problema es el habitual, y hemos hablado de él en entradas anteriores de la serie: el magnesio reacciona con agua (lentamente a temperatura ambiente, muy deprisa a altas temperaturas, como en un fuego), de modo que añadir agua a un fuego de magnesio es como añadirle combustible (lo verás en uno de los vídeos al final del artículo). Pero es que ni siquiera un extintor de CO2 sirve: ¡el magnesio reacciona exotérmicamente con el dióxido de carbono para dar óxido de magnesio y carbono!

Aquí tienes un ejemplo de lo que acabo de decir. En el vídeo se muestran limaduras de magnesio sobre una placa de hielo seco (es decir, CO2 en estado sólido). Se inicia la combustión del magnesio -fíjate en que el metal no reacciona espontáneamente con el oxígeno del aire hasta que se le aplica la llama- y se cubre con más hielo seco. Al final se muestran el óxido de magnesio (blanco) y el carbono (negro) producidos. ¡Tela marinera!

Los extintores adecuados son los denominados de clase D, que utilizan diversas sales (como la sal común, NaCl) y nitrógeno. Al pulverizar sobre el fuego de magnesio, el calor hace que la sal forme una especie de “corteza” sobre el magnesio, evitando que entre oxígeno y haciendo que el fuego, al cabo de poco tiempo, se apague. Aunque no creo que te veas involucrado en un fuego de magnesio, la otra opción es cubrirlo con arena (el magnesio no reacciona con la sílice). Pero, en cualquier caso, los fuegos de magnesio no son cosa de broma.

Sin embargo, esta alta temperatura y brillante luz en los fuegos de magnesio sigue siendo útil en la época actual: las bengalas de emergencia de los barcos y aviones tienen magnesio, como lo tienen también los fuegos artificiales. Desgraciadamente, también lo contienen artilugios como las bombas incendiarias – cuando quieres matar a alguien quemándolo, ¿qué mejor que una sustancia que arde aún mejor si la mojas? Los humanos somos así.

La mayor parte de los usos industriales del magnesio, por otro lado, no tienen que ver con su combustibilidad: se emplea en multitud de aleaciones. La cuestión es que, cuando está puro, forma una pátina de óxido como hemos dicho antes, pero no necesariamente si está aleado con otros metales. Por ejemplo, muchas latas de refresco están hechas de una aleación de aluminio y magnesio. Se emplea (como el aluminio) como parte de muchos motores de aviones y coches, por su enorme ligereza comparado con otros metales. Al ser ligero, abundante y fácil de obtener, es un componente fundamental de muchísimas aleaciones.

Independientemente de su importancia industrial, el magnesio es también un elemento esencial para los seres vivos. Para empezar, la molécula de clorofila tiene un átomo de magnesio, de modo que sin este metal no podría producirse la fotosíntesis. Pero, además, toma parte en tantos procesos biológicos en plantas y animales que sería ridículo enumerarlas todas: al ser un ión metálico tan común en la Tierra (y especialmente en el agua de mar), los organismos del planeta han evolucionado haciendo gran uso de él. Baste decir que muchas reacciones enzimáticas necesitan de magnesio, como también la síntesis de los ácidos nucleicos.

De hecho, es un problema no consumir suficiente magnesio en la dieta, y la deficiencia grave de magnesio tiene incluso nombre propio: hipomagnesemia. Afortunadamente es abundante en muchos alimentos, pero si tienes dudas echa mano del sentido común: la clorofila tiene magnesio, de modo que si comes suficientes verduras con hojas verdes, estás servido. Las espinacas tienen gran cantidad de magnesio, por ejemplo.

Para terminar, otro de vídeo más de un fuego de magnesio. Aunque me repita, quiero recordar una vez más que la radiación ultravioleta emitida en estos fuegos puede quemar la retina (como lo hace mirar al Sol). Naturalmente, la radiación ultravioleta no se mantiene al grabar la imagen y emitirla por la pantalla de tu ordenador, de modo que no tiene peligro que mires estos vídeos, pero nunca jamás mires un fuego intenso de magnesio sin un filtro ultravioleta (como el de unas buena máscara de soldadura). Los del vídeo se ríen bastante y me da la impresión de que no saben demasiado del asunto:

En la próxima entrada de la serie, un elemento no demasiado diferente del de hoy: hablaremos del aluminio.

Ciencia, Conoce tus elementos, Química

34 comentarios

De: joel
2007-11-29 12:34:38

No se si me equivoco, pero el magnesio no es lo que usan los deportistas y alpinistas para que no les suden la manos y no resbalar? O es otro elemento y estoy confundiendome?


De: Sergio
2007-11-29 13:22:46

Me encanta esta serie! Me hace pensar que se podrían "prefabricar" átomos por ejemplo ¿de qué sería un átomo de 98 protones y 98 electrones? (No recuerdo cuántos elementos hay en la tabla periódica pero creo que no tantos) y también me recuerda que en la tabla había casillas que estaban en blanco. ¿Por qué? ¿Cómo saben que ahí ha de haber un elemento?

Por otro lado mientras leía la entrada sobre el Magnesio, también me ha venido a la cabeza lo de los deportistas que se lo ponen en las manos, igual es Cloruro de Magnesio (MgCl2).


De: RAMi
2007-11-29 14:07:46

Esta serie es una de mis favoritas. Por cierto, los videos han sido espectaculares... ¡Cuanta luz en el segundo video! ¡La leche!


De: meneame.net
2007-11-29 14:52:00

Conoce tus elementos - el magnesio

Perdo de "El Tamiz" continúa con la serie de "conoce tus elementos" hablando del magnesio, el elemento de 12 protones.


De: DanielSantos
2007-11-29 14:59:45

Sergio el elemento de 98 protones se llama californio y no existe en la naturaleza.
Las tablas con mas elementos que he visto yo son de 108-109 elementos.


De: Sergio
2007-11-29 16:19:15

Ok DanielSantos, pues cómo sería uno de 198 protones y 198 electrones... lo decía más que nada por imaginar... ¿Dónde estaría el límite? ¿Se podría conseguir fabricar un átomo?... lo que debe haber por el universo que no conocemos.


De: Sergio
2007-11-29 16:31:11

Acabo de leer Wikipedia y creo que mis imaginaciones son ya realidad. "El Californio es un elemento sintético....", "Elementos sintéticos son aquellos elementos que la humanidad no conocía hasta que los sintetizó..." y ya nos lo explicará Pedro seguramente más adelante ;-9


De: Pedro
2007-11-29 17:51:57

Sergio,

Ya llegaremos a los elementos artificiales, ¡aunque nos falta un buen pedazo de tabla! Es fácil saber dónde debe haber un "hueco" en la tabla, pues las celdas tienen unas coordenadas definidas (última capa con electrones, número de electrones en esa capa), de modo que si no se ha descubierto un elemento con esos números es que hay un hueco. Así se hizo con los que faltaban al principio.

Respecto al límite, como veremos más adelante, llega un momento en el que la estructura del átomo es tan inestable que tarda un tiempo minúsculo en desintegrarse, de modo que en la práctica esos elementos no existen durante un tiempo apreciable.

¡Pero ya llegaremos!


De: Pedro
2007-11-29 17:59:05

joel,

No te equivocas, es cierto que los escaladores y gimnastas suelen hablar de "magnesio" como el polvo que se echan en las manos para aumentar el agarre, pero evidentemente no es magnesio: ¿te imaginas si por alguna razón se enciende? La sustancia es realmente carbonato de magnesio, MgCO3. Supongo que dicen "magnesio" para abreviar :)


De: joel
2007-11-29 17:59:16

jejeje, Imagínate la entrada de eltamiz un dia cualquiera de febrero de 2015:

http://eltamiz.com/2015/11/xx/conoce-tus-elementos-el-californio/

Conoce tus elementos - el californio

Continuamos hoy nuestro LaaaAAAAARGO recorrido por la tabla periódica en la serie Conoce tus elementos, en la que tratamos de describir, al estilo de El Tamiz, algunas características blablablabla... interesantes o curiosas de cada uno de los elementos químicos.

Hoy nos dedicaremos al elemento de NOVENTA Y OCHO protones: el californio

SIGUE LEYENDO >

;-)


De: Pedro
2007-11-29 18:05:51

joel,

¡Ojalá! A veces me despierto por la noche con la pesadilla de que ya no me queda de qué hablar en El Tamiz y no tengo series que continuar... Al menos, "Conoce tus elementos" estará ahí durante años y no tengo que comerme el tarro sobre lo que hablar. Estoy muy agradecido a esta serie ;)


De: oriol18
2007-11-29 18:16:46

La tabla con más elementos que he visto nuca es de 118 elementos... Así que sólo hemos visto el 10%


De: Brigo
2007-11-29 19:09:04

Comentar lo mucho que me gusta esta web es una obviedad por lo que no suelo hacerlo, pero aprovecho que hoy mi sentido perfeccionista ( únicamente expresado en los hechos ajenos) me obliga a comentar que el comienzo del párrafo: "Cuando se calienta el magnesio lo suficiente, entonces la reacción con el oxígeno es muy rápida" quedaría mejor si nos ahorramos la coma y el 'entonces', así: "Cuando se calienta el magnesio lo suficiente la reacción con el oxígeno es muy rápida" ... o eso me parece, vaya :-)


De: Pedro
2007-11-29 19:20:39

Brigo,

Tienes razón y ya está cambiado. A cambio, espero que el próximo artículo que te parezca perfecto reciba un comentario al respecto ;)


De: otanion
2007-11-30 00:21:51

No se si el californio se publicara en el 2015, pero espero seguir leyendo el tamiz para entonces. :)


De: Half Time
2007-11-30 22:01:18

me despierto por la noche con la pesadilla de que ya no me queda de qué hablar en El Tamiz y no tengo series que continuar

No problemo. Si algún día te quedas sin ideas, ya nos encargaremos tus ávidos lectores de proponerte temas. ;)


De: Fradeffffa
2007-12-02 04:15:11

Perdona mi igorancia o curiodad, pero ¿cómo se obtuvo el dato de que «el magnesio es muy abundante (el noveno más común en el Universo en masa, y un 2% de la corteza terrestre)»?


De: Pedro
2007-12-02 10:46:55

Fradefffa,

Los datos de composición de la corteza terrestre se obtienen a partir de los modelos geológicos de los tipos de roca que la componen, y las medidas experimentales de la composición de esas rocas: http://en.wikipedia.org/wiki/Earth#Chemical_composition

Respecto al Universo, la abundancia de cada elemento se estima a partir de las mediciones espectroscópicas (de estrellas, nubes de gas y polvo, etc.) y los modelos cosmológicos: http://en.wikipedia.org/wiki/Abundanceofthechemicalelements

Espero que te sirva :)


De: RAFAEL LOZA
2007-12-15 22:46:17

Exelente articulo ,

No se a ustedes pero el echo (me refiero a ciertas personas de algunos videos) de que alla jente que desperdicie a elementos tan valiosos como el sodio o el magnesio me causa gran irritabilidad y mas aun su risa descarada y tonta . Se que estos comentarios no tienen nada que ver con la serie y que seria mejor guardarmelos pero es una forma de desahogarse .

Magnifica serie . y grasias.


De: » Magnesio ardiendo entre dos bloques de hielo seco | Maikelnai’s blog
2008-01-12 22:50:17

[...] aprecia en el vídeo superior. Podéis encontrar muchas más cosas fascinantes sobre el magnesio en El Tamiz. Puede que no sea tan espectacular como la reacción del sodio y el agua, pero no deja de ser [...]


De: Ignacio
2008-03-15 13:05:47

maravillosa tu explicacion

lamentablemente al dia de hoy [15/03/2008] los videos no estan disponibles pero recuerdo levemente la oxidacion del magnesio en la clase de fisica e imagino los videos

te agradezco por la dosis de cultura necesaria en estos tiempos


De: Naeros
2008-06-19 23:59:03

Por curiosidad, me he acordado de que en Navarra existe una mina de magnesita en teoría bastante importante: http://www.magnesitasnavarras.es/
Parece un mineral relacionado con el magnesio utilizado en la industria =)


De: Naeros
2008-06-20 00:01:12

(Una pena no poder editar mi comentario para añadir que no hay link al final al siguiente elemento, por si lo consideras relevante :) )


De: Rafael
2008-07-17 14:55:00

para las personas que quieran ver el video les comento que si es posible verlo, solo q ya no se puede por el link q esta en este articulo, lo que tienen que hacer es undir play y luego volver a undir sobre la pantalla para que se les abra youtube y alli lo ven. super el video...parece un aquelarre moderno XD.

excelente toooodos los articulos de la serie, de verdad que se maravilla uno mas del universo en que vivimos


De: Mari
2008-09-08 17:49:30

Chicos quiero agradecerles y felicitarlos por su pagina. Tenia un trabajo sobre el magnesio y aqui lo consegui todo. Son un exitoooo!!!!!


De: Lucas
2009-02-14 23:18:06

El primero de los dos videos de este artículo, fue eliminado... :(


De: Pedro
2009-02-15 10:07:45

Lucas,

Gracias, acabo de encontrar otra versión y ya está ahí otra vez :)


De: jose
2010-01-11 10:56:27

sois unos fieras, los putos amos siempre stais hay para las dudas seguir siempre hay


De: AF
2010-03-23 16:43:12

Hola, en ocasiones veo que echan algo, como un polvo al fuego y ´ste se incrementa (me refiero en espectáculos y demás, algo sencillo): ¿Alguien puede decirme qué echan y si es peligroso?

Gracias


De: Dani
2011-09-11 03:58:56

Sé que estos comentarios son de hace mucho tiempo, pero igual alguien lo lee y le puede servir. Acerca del límite que existe para los elementos estables, recuerdo haber visto una tabla hace algún tiempo en la que se ponían dos parámetros en relación (siento no acordarme muy bien). En la tabla aparecían todos los elementos ordenados de manera diferente a como lo están en la tabla periódica y formaban una especie de lágrima alargada y luego una pequeña isla. Los que estaban en la parte interior de las dos zonas eran elementos estables y cuanto más alejados, más inestables. El caso es que la "isla" contenía elementos de más de 100 protones, por lo que si esa teoría era cierta deberían ser estables.

¿Alguien sabe a lo que me estoy refiriendo? ¿Lo habéis visto alguna vez?


De: Dani
2011-09-11 04:06:59

Se me ha encendido la bombilla y he dicho, ¿no se llamará esa isla la isla de la estabilidad?

En efecto, se llama así y aquí os dejo unos links para quien le interese:

http://neofronteras.com/wp-content/photos/isla_de_estabilidad.jpg
http://maikelnai.elcomercio.es/2006/12/28/avanzando-hacia-la-isla-de-estabiliad-de-elementos-superpesados/

Espero que no molesten los comentarios aquí, pero no me podéis negar que soy efectivo, pregunto y me contesto yo solo...;D


De: JELIK
2012-10-15 23:42:40

MMMMMMMMMMMMM


De: carolina barragan
2012-10-27 00:18:54

esto es de lo peor que e visto en mi vida si van a poner algo pongan algo que sirva no esta tonteria se supone que si uno pide algo en internet tiene que ser como uno lo pida hay si como dicen"comidito y masticado"


De: José María
2012-11-24 03:24:58

Impresionante la serie. Me da la sensación de que cuando termine por el último elemento que haya en ese momento en la serie voy a empezar otra vez con el Hidrógeno e ir releyendo e impresionándome otra vez. Mil gracias Pedro por la cultura tan amena que nos aportas.


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