سولفات منیزیم و کاربردهای آن

سولفات منیزیم، از ویژگی ها تا کاربرد 

سولفات منیزیم یک نمک معدنی جامد سفید رنگ است که از ترکیب منیزیم، گوگرد و اکسیژن ساخته می شود فرمول شیمیایی آن MgSO4 است و از نظر علم شیمی از کاتیون های منیزیم ( (mg+2 و آنیون های سولفات ( so-2) تشکیل شده و به نام هایی چون نمک حمام یا نمک اپسوم، نمک بیتر و نمک انگلیسی نیز مشهور است.

این ترکیب شیمیایی بیشتر به شکل خشک و فرم های مختلف هیدراته تولید می شود که یکی از رایج ترین ساختارهای هیدراته آن هپتا هیدرات یا همان نمک حمام است.

ویژگی های منیزیم سولفات

منیزیم سولفات دارای ویژگی های زیر است:

- این نمک، ماده ای بی رنگ و بی بو است که هم به شکل بلورهای کریستالی و هم به صورت پودری وجود دارد.

- طعم آن تلخ و شور، جاذب رطوبت و خنک کننده است.

-  جزء طبقه سولفات ها به شمار می آید.

- جرم مولی آن 366/120 گرم بر مول و چگالی آن 66/2 گرم بر سانتینتر مکعب است.

- در آب محلول و در گلیسرول و اتانول به میزان کم حل می شود و در استون نامحلول است.

- در دمای 1124 درجه سانتیگراد ذوب می شود و در دمای 330 درجه سانتیگراد به جوش می آید.

- فرم بی آب این ماده تنها فرم پایدار آن است.

روش تولید سولفات منیزیم

این ماده معدنی را می توان به چند روش تولید کرد که به اختصار در زیر به آنها اشاره خواهیم کرد:

- منیزیم سولفات از برخی از منابع طبیعی و بسترهای خشک دریاچه به دست می آید، به طور قابل توجهی در آب بعضی از چشمه ها وجود دارد و یکی از ترکیبات معدنی رایج در پدیده های زمین شناسی محسوب می شود.

- همچنین از واکنش منیزیا (MgO، فرم اکسید) یا منیزیت (Mgco3، فرم کربنات کلسیم) با اسیدسولفوریک نیز می توان سولفات منیزیم تولید کرد. فرمول زیر این ترکیب را نشان می دهد.

MgCO3 + H2SO4 → MgSO4+ H2CO3

- در روش دیگر اگر آب دریا یا پساب های صنعتی که دارای منیزیم هستند را تصفیه کنند از این فرایند هیدرواکسید منیزیم رسوب کرده و از ترکیب آن با دی اکسید گوگرد و هوا، سولفات منیزیم تولید می شود.

شکل های مختلف منیزیم سولفات

این ماده هم به صورت خشک و هم به شکل های چند آبه وجود دارد که بیشتر ساختارهایی که کشف و شناسایی شده اند، به شکل هیدراته هستند، در این جا به چند نمونه از آن اشاره خواهیم کرد.

1- فرم هپتا هیدرات یا نمک اپسومیت یا نمک حمام با فرمول (mgso4.7H2O) یکی از پرکاربردترین و مهمترین فرم های این نمک محسوب می شود، از این رو نام دیگر سولفات منیزیم نمک حمام است.

2- فرم آندوکا هیدراته یا مریدیانیت یا منیزیم سولفات 11 آبه، با فرمول(mgso4.11H2O) فرم دیگری از این ترکیب شیمیایی است که تنها در فشار جو زیر 2 درجه سانتیگراد می تواند پایدار بماند، این تصور وجود دارد که این ساختار در مریخ هم وجود دارد.

3- ساختار مونوهیدراته یا نمک معدنی کیزریت که اگر منیزیم سولفات هگزا هیدراته را تا 150 درجه سانتیگراد حرارت دهند این ساختار تولید می شود.

4- تری هیدراته و پنتا هیدراته

5- فرم هگزا هیدراته

6- سولفات منیزیم بدون آب هم یکی دیگر از فرم های این نمک است.

تاریخچه نمک اپسوم یا فرم سولفات منیزیم هفت آبه

در ادامه تاریخچه رایج ترین ساختار این ماده را  به دلیل اهمیت و کاربرد فراوان آن بیان خواهیم کرد.

این نمک که به آن نمک حمام هم می گویند، نخستین بار از یک چشمه شور در شهری در جنوب شرقی انگلیس به نام اپسوم کشف و شناسایی و به نام همین شهر نیز مشهور شد.

گروهی معتقدند که سقراط دانشمند یونانی در گذشته های بسیار دورتر از نمک دریا برای تسکین درد بیماران استفاده می کرد و بعضی از اسناد تاریخی نیز بیان کرده اند که نخستین بار در سال 270 میلادی این نمک معجزه گر در چین مورد استفاده قرار گرفته است. 

نمک اپسوم در مواردی چون پزشکی، آرایشی و بهداشتی و مصرف در حمام مورد استفاده قرار می گیرد.

کاربردهای سولفات منیزیم در صنایع مختلف

این نمک معدنی در صنایع مختلف کاربردهای بسیاری دارد که عبارتند از:

- صنایع کشاورزی:

 عنصر منیزیم در مبحث کلروفیل و سبزینگی گیاه، پرشدن دانه، سنتز و فعال کردن آنزیم ها در گیاهان ضروری و موثر است،  همچنین منیزیم سرعت جذب انرژی خورشید را بالا برده و عمل فتوسنتز گیاهان را فراهم می کند، از این رو سولفات منیزیم را به کودهای شیمیایی اضافه می کنند و برای اصلاح خاک هایی که کمبود منیزیم به کار می برند، با این عمل سبب افزایش رشد گیاهان و نگهداری از جوانه ها و و افزایش شکوفه دهی می شوند.

برای این امر معمولا از ساختار مونوهیدرات منیزیم استفاده می کنند و چون این نمک خنثی است در صورت استفاده تغییری در PH خاک نخواهد داشت، پس بنابراین یکی از اصلی ترین کاربردهای سولفات منیزیم در صنعت کشاورزی است.

- صنایع پزشکی:

 بدن انسان  به طور متوسط روزانه حدود 400 میلیگرم منیزیم نیاز دارد که اگر این مقدار تامین نشود، سبب خطرات و بیماری های بسیاری می شود.

استفاده از سولفات منیزیم در صنعت پزشکی و دارویی نیز بسیار مهم، گسترده و اثربخش است، 

بنابراین به طور خلاصه به گوشه ای از آن می پردازیم:

- مسکن و ضد درد و ضد تشنج است.

- به عنوان شل کننده عضلات برای ریلکسیشن و تمدید اعصاب کاربرد فراوان دارد.

-  به عنوان ملین، ضدیبوست و ضدالتهاب استفاده می شود.

- یک لایه بردار قوی در از بین بردن جای جوش و جوش های سرسیاه است. 

- از اسپری آن برای پر پشت کردن موها استفاده می شود.

- همان طور که عنوان شد، یکی از نام های منیزیم سولفات نمک حمام است زیرا از این ماده در حمام برای درمان مشکلات پوستی، شستشو دادن دست و پا و مخصوصا حمام نوزادان برای داشتن خوابی آرام و راحت استفاده می کنند.

- این نمک به علت افزایش میزان گلبول های سفید خون ضد سرماخوردگی و آنفلوانزا محسوب می شود.

- در درمان ناراحتی های معده، آسم،کاهش استرس،  جلوگیری از اکلامپسی، تسکین دهنده جای نیش حشرات و... مفید و کاربردی است.

- صنایع ساختمانی:

 این ماده معدنی برای تولید اکسی سولفات سیمان و سیمان هایی که چسبندگی و مقاومت بالاتری داشته باشند مورد استفاده قرار می گیرد که تنها نقطه ضعف این نوع سیمان این است که ضد آب نیست.

- صنایع آبزی:

 اگر بخواهند غلظت منیزیم را در آکواریم هایی که دارای مرجان سنگی هستند ثابت نگه دارند از منیزیم سولفات استفاده می کنند.

- صنایع شیمیایی:

 فرم بی آب سولفات منیزیم به علت ساختار ویژه ای که دارد یک جاذب رطوبتی به شمار می رود و در آزمایشگاه ها به عنوان خشک کن مورد استفاده قرار می گیرد. 

- سایر کاربرد ها:

 این نمک معدنی و مفید در صنایع دیگری نیز مورد استفاده قرار می گیرد که از جمله می توان به صنعت تولید چرم، تهیه و تولید کاغذ، پارچه های نسوز، ابریشم و ریون، به عنوان منعقد کننده در تهیه پلاستیک و لاستیک، سرامیک و همچنین برای ساخت نمک های منیزیم مانند منیزیم استارت و اسیدسیتریک و در ساخت خمیر دندان اشاره کرد. 

عوارض و خطرات استفاد از سولفات منیزیم:

 اگر منیزیم سولفات که در حوزه دارویی بسیار مفید و پر کاربرد است مطابق با دوزهای پیشنهاد شده مصرف شود هیچ گونه ضرر و عوارضی نخواهد داشت اما مصرف بیش از اندازه این ماده برای بدن عوارضی همچون افت فشار خون، مشکلات تنفسی، تهوع، استفراغ، ضعف و گیجی و...را در پی خواهد داشت. 

همچنین در محیط آزمایشگاه از وسایل ایمنی مثل عینک، ماسک و دستکش استفاده کنید .

در صورت تماس با چشم و پوست موجب حساسیت و سوزش می شود که ناحیه آسیب دیده را باید دست کم 15 دقیقه با آب شستشو داد.

شرایط نگهداری

در زمینه نگهداری منیزیم سولفات باید مواد زیر مد نظر قرار گرفته شود:

- به دلیل اینکه منیزیم سولفات جاذب رطوبت است  باید در محیط خشک و خنک و دارای تهویه مناسب نگهداری شود، تا این ماده شیمیایی پایداری خود را حفظ کند.

- در ظرف دربسته و به دور از گرد و غبار نگهداری شود.

- در صورتی که این نمک تجزیه شود گازهایی همچون دی اکسید گوگرد، اکسید گوگرد و اکسید های منیزیم را از خود متصاعد می کند که به نوبه خود بسیار خطرناک است.

- همچنین این ماده شیمیایی با اکسیدکننده های قوی سازگاری ندارد و اگر با الکل های اکسی اتیلن ترکیب شود، انفجار رخ می دهد.