मैग्नीशियम ऑक्साइड

मैगनीशियम ऑक्साइड ((MgO), या मैग्नीशिया, सफेद हाइग्रोस्कोपी ठोस खनिज है जो प्राकृतिक रूप से पेरीक्लेज़ के रूप में होता है और मैग्नीशियम का स्रोत है (ऑक्साइड भी देखें)। इसमें MgO का अनुभवजन्य सूत्र है और इसमें Mg2+ आयनों और आयन O2− आयनों की क्रिस्टल संरचना होती है, जो आयोनिक बंध द्वारा साथ होती है। मैग्नेशियम हायड्रॉक्साइड बनता है पानी (MgO + H2O → Mg (OH)2) की उपस्थिति में बनता है, किन्तु नमी को दूर करने के लिए इसे गर्म करके विपरीत किया जा सकता है।

मैग्नीशियम ऑक्साइड को ऐतिहासिक रूप से मैग्नेशिया अल्बा (शाब्दिक रूप से, प्राचीन मैग्नेशिया से सफेद खनिज) के रूप में जाना जाता था, इसे 'मैग्नेशिया नेग्रा' से पृथक करने के लिए, काला खनिज जिसमें अब मैंगनीज के रूप में जाना जाता है।

संबंधित आक्साइड
जबकि मैग्नीशियम ऑक्साइड सामान्य रूप से MgO को संदर्भित करता है, यौगिक मैग्नीशियम पेरोक्साइड MgO2 के रूप में भी जाना जाता है। विकासवादी क्रिस्टल संरचना भविष्यवाणी के अनुसार, MgO2 116 GPa (गिगापास्कल) से ऊपर के दबावों पर थर्मोडायनामिक रूप में स्थिर है, और सेमीकंडक्टिंग सबऑक्साइड Mg3O2 500 जीपीए से ऊपर थर्मोडायनामिक रूप में स्थिर है। इसकी स्थिरता के कारण, MgO का उपयोग क्रिस्टल के कंपन गुणों के परीक्षण के लिए प्रारूप प्रणाली के रूप में प्रयोग किया जाता है।

विद्युत गुण
शुद्ध MgO प्रवाहकीय नहीं है और कक्ष के तापमान पर विद्युत प्रवाह के लिए उच्च प्रतिरोध है। MgO के शुद्ध चूर्ण की आपेक्षिक पारगम्यता 3.2 से 9.9 के मध्य होती है,1kHz पर tan (δ) > 2.16x103 की अनुमानित परावैद्युत हानि के साथ $$k$$ होती है।

उत्पादन
मैग्नीशियम ऑक्साइड मैग्नीशियम कार्बोनेट या मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड के कैल्सीनेशन द्वारा निर्मित होता है। उत्तरार्द्ध मैग्नीशियम क्लोराइड के उपचार से प्राप्त किया जाता है समाधान, सामान्यतः समुद्री जल, चूने के पानी या चूने के दूध के साथ होता है।
 * Mg2+ + Ca(OH)2 → Mg(OH)2 + Ca2+

भिन्न-भिन्न तापमान पर कैल्सीनेशन से भिन्न-भिन्न प्रतिक्रियाशीलता के मैग्नीशियम ऑक्साइड का उत्पादन होता है। उच्च तापमान 1500 - 2000 डिग्री सेल्सियस उपलब्ध सतह क्षेत्र को अल्प कर देता है और डेड-बर्न (प्रायः डेड बर्न कहा जाता है) मैग्नेशिया उत्पन्न करता है, जो अपवर्तक के रूप में उपयोग किया जाने वाला अन्य-प्रतिक्रियाशील रूप है। 1000 - 1500 डिग्री सेल्सियस तापमान पर कैल्सिनिंग कठोर जले हुए मैग्नेशिया का उत्पादन करता है, जिसकी सीमित प्रतिक्रियाशीलता होती है और अल्प तापमान (700-1000 डिग्री सेल्सियस) पर कैल्सिनिंग से हल्का-जला हुआ मैग्नेशिया उत्पन्न होता है, प्रतिक्रियाशील रूप, जिसे कास्टिक कैलक्लाइंड मैग्नेशिया भी कहा जाता है। चूँकि कार्बोनेट का ऑक्साइड में कुछ अपघटन 700 डिग्री सेल्सियस से अल्प तापमान पर होता है, परिणामी सामग्री हवा से कार्बन डाइऑक्साइड को पुन: अवशोषित करती प्रतीत होती है।

ताप तत्व
MgO प्रबल सामग्री के रूप में मूल्यवान है, अर्थात ठोस जो उच्च तापमान पर भौतिक और रासायनिक रूप से स्थिर है। इसकी दो उपयोगी विशेषताएँ: उच्च तापीय चालकता और निम्न विद्युत चालकता हैं। रसोई के इलेक्ट्रिक स्टोव पर सर्पिल कैलरोड श्रेणी के शीर्ष ताप तत्वों को भरना प्रमुख उपयोग है। अब तक विश्व में मैग्नेशिया का सबसे बड़ा उपभोक्ता रिफ्रैक्टरी उद्योग है, जिसने 2004 में संयुक्त राज्य अमेरिका में लगभग 56% मैग्नेशिया का उपभोग किया था, शेष 44% का उपयोग कृषि, रसायन, निर्माण, पर्यावरण और अन्य औद्योगिक अनुप्रयोगों में किया जा रहा था। क्रूसिबल के लिए मूलभूत प्रबल सामग्री के रूप में MgO का उपयोग किया जाता है।

धातु निर्माण
यह निर्माण सामग्री में प्रमुख अग्निरोधक घटक है। निर्माण सामग्री के रूप में, मैग्नीशियम ऑक्साइड वॉलबोर्ड में अनेक आकर्षक विशेषताएं हैं: आग प्रतिरोध, दीमक प्रतिरोध, नमी प्रतिरोध, मोल्ड और फफूंदी प्रतिरोध, और शक्ति सम्मिलित हैं।

गैस मेंटल
अधिकांश गैस मेंटल मैग्नीशियम ऑक्साइड का उपयोग करते हैं। क्लैमोंड टोकरी जैसे प्रारंभिक पुनरावृत्तियों ने केवल यही उपयोग किया। पश्चात के संस्करण ~ 60% मैग्नीशियम ऑक्साइड का उपयोग करते हैं, अन्य घटकों जैसे कि लेण्टेनियुम ऑक्साइड या यत्रियम ऑक्साइड बनाते हैं। अन्य अपवाद थोरिएटेड गैस मेंटल होंगे।

आला का उपयोग करता है
MgO ड्राई प्रोसेस प्लांट्स में पोर्टलैंड सीमेंट के घटकों में से है।

मैग्नीशियम ऑक्साइड का उपयोग मिट्टी और भूजल उपचार, अपशिष्ट जल उपचार, पेयजल उपचार, वायु उत्सर्जन उपचार, और अपशिष्ट उपचार उद्योगों में इसकी अम्ल बफरिंग क्षमता और भंग भारी धातु प्रजातियों को स्थिर करने में संबंधित प्रभावशीलता के लिए बड़े स्तर पर किया जाता है।

अनेक भारी धातु प्रजातियां, जैसे कि सीसा और कैडमियम अम्लीय पीएच (6 से नीचे) के साथ-साथ उच्च पीएच (11 से ऊपर) में पानी सबसे अधिक घुलनशील हैं। धातुओं की घुलनशीलता प्रजातियों की जैवउपलब्धता और गतिशीलता मिट्टी और भूजल प्रणालियों को प्रभावित करती है। अधिकांश धातु प्रजातियां कुछ सांद्रता में मनुष्यों के लिए विषाक्त होती हैं, इसलिए धातु की जैवउपलब्धता और गतिशीलता को अल्प करना अत्यावश्यक है।

कणयुक्त MgO को प्रायः धातु-दूषित मिट्टी या अपशिष्ट पदार्थ में मिश्रित किया जाता है, जो सामान्यतः अल्प पीएच (अम्लीय) का होता है, पीएच को 8-10 श्रेणी में ले जाने के लिए जहां अधिकांश धातुएं अपनी सबसे अल्प विलेयता पर होती हैं। धातु-हाइड्रॉक्साइड परिसरों में 8-10 के पीएच श्रेणी में जलीय घोल से अवक्षेपित होने की प्रवृत्ति होती है। MgO की उत्तम बफरिंग क्षमता, व्यय प्रभावशीलता और हैंडलिंग में सुरक्षा के कारण पोर्टलैंड सीमेंट, चूना, भट्ठा धूल उत्पादों, विद्युत उत्पादन अपशिष्ट उत्पादों और विभिन्न स्वामित्व उत्पादों की तुलना में MgO को व्यापक रूप से सबसे प्रभावी धातु स्थिरीकरण यौगिक माना जाता है।

धातु स्थिरीकरण प्रौद्योगिकी के रूप में विपणन किए जाने वाले अधिकांश उत्पाद जलभृतों में अधिक उच्च पीएच स्थिति उत्पन्न करते हैं, जबकि MgO 8-10 के पीएच के साथ आदर्श जलभृत स्थिति बनाता है। इसके अतिरिक्त, मैग्नीशियम, अधिकांश जैविक प्रणालियों के लिए आवश्यक तत्व, अतिरिक्त लाभ के रूप में MgO- सहायता प्राप्त धातुओं के उपचार के समय मिट्टी और भूजल माइक्रोबियल जनसंख्या को प्रदान किया जाता है।

चिकित्सा
मैग्नीशियम ऑक्साइड का उपयोग अतृप्ति और अपच से राहत के लिए, एंटासिड, मैग्नीशियम पूरक के रूप में और अल्पकालिक रेचक के रूप में किया जाता है। इसका उपयोग अपच के लक्षणों में सुधार के लिए भी किया जाता है। मैग्नीशियम ऑक्साइड के दुष्प्रभाव में अकुलाहट और ऐंठन सम्मिलित हो सकते हैं। रेचक प्रभाव प्राप्त करने के लिए पर्याप्त मात्रा में, लंबे समय तक उपयोग के दुष्प्रभाव संभवतः ही कभी एंटरोलिथ्स का निर्माण कर सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप आंत्र रुकावट हो सकती है।

अन्य
* दबाए गए MgO का उपयोग ऑप्टिकल सामग्री के रूप में किया जाता है। यह 0.3 से 7 माइक्रोन तक पारदर्शी है। अपवर्तनांक 1.72 पर 1μm है और अब्बे संख्या 53.58 है। इसे कभी-कभी ईस्टमैन कोडक ट्रेडमार्क नाम इरट्रान -5 के नाम से जाना जाता है, चूँकि यह पदनाम अप्रचलित है। क्रिस्टलीय शुद्ध MgO व्यावसायिक रूप से उपलब्ध है और अवरक्त प्रकाशिकी में इसका अधिक अल्प उपयोग होता है।
 * खाद्य योज्य के रूप में, इसका उपयोग एंटीकेकिंग एजेंट के रूप में किया जाता है। यह कोको उत्पादों के लिए यूएस खाद्य एवं औषधि प्रशासन के लिए जाना जाता है; जिसमें कैन में बंद मटर; और जमी हुई मिठाई सम्मिलित हैं। इसमें E530 का E संख्या है।
 * ऐतिहासिक रूप से वर्णमिति में इसकी उत्तम विसरण और परावर्तकता गुणों के कारण सफेद रंग के रूप में उपयोग किया जाता था। एकीकृत क्षेत्र बनाने के लिए इसे अपारदर्शी सामग्री की सतह पर धूम्रपान किया जा सकता है।
 * यह बड़े स्तर पर ट्यूबलर निर्माण ताप तत्वों में विद्युत इन्सुलेटर के रूप में उपयोग किया जाता है। अनेक जाली आकार उपलब्ध हैं और अत्यधिक उपयोग किए जाने वाले 40 और 80 मेश प्रति अमेरिकन फाउंड्री सोसायटी के अनुसार हैं। व्यापक उपयोग इसकी उच्च ढांकता हुआ शक्ति और औसत तापीय चालकता के कारण है। MgO को सामान्यतः अल्प से अल्प एयरगैप या वॉयड्स के साथ क्रश और कॉम्पैक्ट किया जाता है। विद्युत ताप उद्योग ने भी अल्यूमिनियम ऑक्साइड के साथ प्रयोग किया, किन्तु अब इसका उपयोग नहीं किया जाता है।
 * अमाइन और एमाइड्स का N-संरक्षण के लिए एथिल एसीटेट में बेंजाइल क्लोरोफॉर्मेट का उपयोग करके कार्बोक्सीबेंज़िल (सीबीजेड) समूह की स्थापना में अभिकर्मक के रूप में होता है।
 * इसका उपयोग ऊष्मा प्रतिरोधी विद्युत केबल में इंसुलेटर के रूप में भी किया जाता है।
 * MgO डोपिंग को सिरेमिक में अनाज के विकास को प्रभावी रूप से बाधित करने और नैनोस्केल में दरार वृद्धि के तंत्र को रूपांतरित करके उनकी फ्रैक्चर कठोरता में सुधार करता है। ।
 * MgO को अपशिष्ट पृथक्करण पायलट संयंत्र में डिस्पोजल कोशिकाओं (पैनलों) में ट्रांसयूरानिक वेस्ट के चारों ओर बैग में पैक किया जाता है, के रूप में कार्बोनेट आयनों द्वारा यूरेनियम और अन्य एक्टिनिड्स के परिसर को अल्प करने के लिए गेटर के रूप में और रेडियोन्यूक्लाइड्स की घुलनशीलता को सीमित करने के लिए होता है। परिणामी जलयोजन उत्पाद   के रूप में CaO की तुलना में MgO के उपयोग को प्राथमिकता दी जाती है, जो अल्प घुलनशील है और  जलयोजन एन्थैल्पी छोड़ता है। लाभ यह है कि सूखे नमक की परतों में आकस्मिक पानी के प्रवेश की स्थिति में ~ 10.5 का अल्प पीएच मान लगाया जाता है जबकि अधिक घुलनशील  12.5 का उच्च पीएच (दृढ़ता से क्षारीय स्थिति) बनाएगा। वह  समुद्री जल और चट्टानी नमक में दूसरा सबसे प्रचुर मात्रा में धनायन होने के कारण, गहरे भूगर्भीय भंडार में हस्तक्षेप करने वाले ब्राइन में घुलने वाले मैग्नीशियम आयनों की संभावित विमुक्ति से भी भू-रसायन संबंधी कुप्रबंध को अल्प करने की अपेक्षा है।
 * MgO काव्यावसायिक पादप उर्वरक और पशु आहार के रूप में महत्वपूर्ण स्थान है।
 * MgO का एरोसोलिज्ड समाधान पुस्तकालय विज्ञान और संग्रह प्रबंधन में संकट वाले पेपर विषय के डिएसिडिफिकेशन के लिए उपयोग किया जाता है। इस प्रक्रिया में, MgO (और इसी प्रकार के यौगिकों) की क्षारीयता अल्प गुणवत्ता वाले कागज की अपेक्षाकृत उच्च अम्लता विशेषता को व्यर्थ कर देती है, जिससे गिरावट की दर धीमी हो जाती है।
 * MgO का उपयोग प्लाज्मा प्रदर्शन में सुरक्षात्मक कोटिंग के रूप में भी किया जाता है।
 * मैग्नीशियम ऑक्साइड का उपयोग स्पिन-टनलिंग उपकरणों में ऑक्साइड बाधा के रूप में किया जाता है। इसकी पतली फिल्मों की क्रिस्टलीय संरचना के कारण, जिसे मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग द्वारा जमा किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, यह सामान्यतः उपयोग किए जाने वाले अनाकार A।2O3 से उत्तम विशेषताओं को दर्शाता है। विशेष रूप से, लगभग 85% स्पिन ध्रुवीकरण MgO बनाम एल्युमीनियम ऑक्साइड के साथ 40–60 % के साथ प्राप्त किया गया है।  टनल मैग्नेटोरेसिस्टेंस का मान भी MgO के लिए अत्यधिक है (कक्ष के तापमान पर 600% और 4.2 K पर 1,100% ) Al2O3 (कक्ष के तापमान पर 70% ) की तुलना में होता है।

सावधानियां
मैग्नीशियम ऑक्साइड के धुएं को सूंघने से मेटल फ्यूम फीवर हो सकता है।

बाहरी संबंध

 * Data page at UCL
 * Ceramic data page at NIST
 * NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards at CDC