Magnesium (Mg)

Magnesium ist das achthäufigste Element auf der Erde. Es ist in zahlreichen Mineralen zu finden und spielt als zentraler Bestandteil von Chlorophyll eine wichtige Rolle bei der Photosynthese.

Magnesiumkristalle

Solche Magnesiumkristalle erhält man, wenn Magnesiumoxid bei Temperaturen um 1160 °C reduziert wird; aus dem Dampf kondensiert metallisches Magnesium. Bild: Warut Roonguthai/Wikimedia Commons, CC-Lizenz

Reines Magnesium wurde erst in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts zum ersten Mal in Reinform gewonnen. Verbindungen wie Magnesiumcarbonat und Magnesiumoxid waren jedoch schon seit Hunderten von Jahren bekannt. Es wird auch von einem Bauern nahe dem Dorf Epsom in England berichtet, der feststellte, dass seine Kühe das Wasser aus seinem Ziehbrunnen nicht trinken mochten; wird dieses bittere Wasser verdampft, erhält man einen weissen Rückstand: Magnesiumsulfat. Dieses ist noch heute als Bittersalz oder Epsom-Salz bekannt, ist ein Bestandteil von Badesalzen und verschiedenen medizinischen Präparaten und kann als Düngemittel eingesetzt werden. Eines der wichtigsten Magnesium-Minerale ist Dolomit (CaMg(CO3)2,), das namensgebende Gestein der Dolomiten.

Blitzlicht, Flugzeugwerkstoff …

Magnesium ist ein leichtes, reaktionsfreudiges Erdalkalimetall. Dünne Folien und Magnesiumpulver lassen sich an der Luft leicht entzünden und erzeugen dabei ein helles Licht. Dieses Phänomen wurde deshalb in den Anfängen der Fotografie für Kamerablitze genutzt und sorgt heute noch für Effekte in der Pyrotechnik. Bei der Verbrennung entsteht Magnesiumoxid (MgO); bei hohen Temperaturen reagiert Magnesium auch mit dem Stickstoff aus der Luft und erzeugt Magnesiumnitrid (Mg3N2).

Magnesium ist bei gleichem Volumen rund 30% leichter als Aluminium und wird darum oft in der Luftfahrt eingesetzt. Die Verbindung von Magnesium und Aluminium erlaubt die Herstellung von Flugzeugflügeln, die besonders widerstandsfähig gegen Verformungen sind.

… und noch mehr Anwendungen

Magnesiumcarbonat, im Sport auch Magnesia genannt

Ein Athlet reibt seine Hände mit Magnesiumcarbonat ein. Bild: CanStockPhoto

In der Chemie wird Magnesium als Reduktionsmittel für die Oxide zahlreicher anderer Elemente genutzt. In der organischen Chemie besitzt es die einzigartige Eigenschaft, sich zwischen ein Kohlenstoffatom und ein Halogen einfügen zu können, was einzigartige Synthesen ermöglicht.

Magnesiumoxid erlaubt die Herstellung von Behältern und Ziegeln, die den hohen Temperaturen von Hochöfen standhalten, da sie erst bei  2825°C schmelzen. Magnesiumoxid hat ausserdem eine sehr hohe Reflektivität: Man nutzte es als Standard für weisse Farbe und als Reflektor bei optischen Geräten.

In der Medizin wird Magnesium zur Behandlung von Muskelkrämpfen eingesetzt. Magnesiumcarbonat wird im Geräte- und Klettersport genutzt, um den Handschweiss zu absorbieren und das Abrutschen zu verhindern. Es wird in dieser Form Magnesia genannt (obwohl dies eigentlich die Bezeichnung für Magnesiumoxid ist).

Keine Photosynthese ohne Magnesium

Der grüne Pflanzenfarbstoff Chlorophyll ist ein riesiges Molekül, welches Hunderte von C, H, O und N-Atomen enthält. Sein Zentrum ist mit einem Magnesiumion besetzt. Besonders bemerkenswert: Diese Struktur ist der Struktur des Hämoglobins in unserem Blut äusserst ähnlich, nur dass sich in dessen Zentrum ein Eisen- statt einem Magnesium-Ion befindet.

Quelle: Maurice Cosandey / Redaktion SimplyScience.ch

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