Карбонат магния

Карбонат магния МgСО₃ в естественном состоянии встречается в виде магнезита (тальковый шпат, горький шпат). Еще более распространена его двойная соль с карбонатом кальция МgСО₃∙СаСО₃ — доломит. Оба эти соединения кристаллизуются гексагонально; однако в природе они встречаются в большинстве случаев в виде плотной массы, кристаллическое строение которой нельзя определить невооруженным глазом. Это особенно относится к магнезиту. Доломит часто бывает окрашен различными примесями в более или менее темные цвета. Магнезит обычно бывает белым, нередко со слабым желтоватым оттенком. Твердость его равна 3-5. Приготовленный искусственно карбонат магния образует белый порошок удельного веса 3,04. Из водных растворов нормальный карбонат образуется только тогда, когда раствор содержит значительный избыток угольной кислоты. При температуре ниже 10°С карбонат магния кристаллизуется из раствора с 5 молекулами воды, при более высоких температурах выпадает тригидрат, который может переходить в моногидрат. Нейтральный карбонат при кипячении с водой также постепенно гидролизуется, переходя в основные карбонаты.

При прибавлении к растворам солей магния карбонатов щелочных металлов осаждаются так называемые основные карбонаты переменного состава, которые, как правило, не являются определенными соединениями.

В природе изредка встречается также основной карбонат магния в кристаллическом состоянии в виде гидромагнезита, имеющего состав 4МgСО₃∙Мg(ОН)₂∙4Н₂О. Аналогичный cостав большей частью имеет также и искусственно приготовленный основной карбонат, называемый magnesia alba. Основные карбонаты, как и нейтральный карбонат, отщепляют СO₂ уже при сравнительно умеренном нагревании; так, для получения из магнезита практически чистого оксида достаточно нагреть его до темно-красного каления. В воде карбонат магния растворяется с трудом, однако легче, чем гидроксид магния. Растворимость его зависит от содержания в воде угольной кислоты, причем присутствие ее повышает растворимость МgСО₃; в водном растворе угольной кислоты концентрация ионов СО₃^2- очень незначительна вследствие того, что угольная кислота диссоциирует главным образом по уравнению

Н₂СО₃ ↔ H⁺ + НСО₃^2-

Так как ионы СО₃^2-, находящиеся в равновесии с осадком МgСО₃,

МgСO₃ ↔ Мg²⁺ + СО₃^2-;

соединяются с ионами Н⁺, образуя ионы НСО₃^—, равновесие нарушается и для его восстановления необходимо растворение такого количества осадка МgСО₃, чтобы произведение растворимости

[Мg²⁺] × [СО₃^2-] = Пр

сохранило то числовое значение, которое оно имело в чистом водном растворе, а это может произойти только в том случае, если уменьшение концентрации ионов СО₃^2- компенсируется соответствующим увеличением концентрации ионов Мg²⁺.

Магнезит и доломит широко применяют для изготовления огнеупорных камней («обжигом» до окислов). Такие камни идут, например, на обкладку конвертеров, используемых в томаеовском процессе производства стали Полуобоженный доломит (смесь МgO и СаСО₃) используют для изготовления строительных плит и как средство для очистки воды. С малой термической устойчивостью магнезита связано его применение для получения чистой двуокиси углерода, идущей на приготовление минеральных вод.

Особый вид очень плотного магнезита, встречающийся в Боснии и известный под названием «боснийской морской пены», идет для изготовления курительных трубок. Магнезит наряду с содержащимися в отходах после выработки КС1 соединениями магния также является важнейшим исходным материалом для получения других соединений магния — главным образом горькой соли.

Искусственно приготовленный основной карбонат магния является исходным материалом для приготовления многих других солей магния (он растворяется в кислотах гораздо быстрее, чем магнезит); кроме того, его применяют как составную часть пудры, зубных порошков и порошков для чистки, как наполнитель для красок, бумаги и каучука. В виде magnesia alba его применяют в медицине.

Карбонат магния образует с карбонатами щелочных металлов, а также с бикарбонатами двойной соли типа М₂^ІМg(СO₃)₂, например: К₂Мg(СO₃)₂∙4Н₂О — ромбические призмы, КМgH(СО₃)₂∙4Н₂О — белый порошок; Nа₂Мg(СO₃)₂ — мелкие тетрагональные кристаллы.