El magnesio es uno de los elementos más abundantes en la Tierra y se encuentra en diversas formaciones geológicas y minerales. Es el octavo elemento más abundante en la corteza terrestre, constituyendo aproximadamente el 2.1% del peso.
Los minerales primarios que contienen magnesio incluyen dolomita (un carbonato de calcio y magnesio), magnesita (un carbonato de magnesio) y brucita (un hidróxido de magnesio). Estos minerales se encuentran típicamente en rocas sedimentarias. El agua de mar también contiene grandes cantidades de magnesio, que se disuelven en forma de iones en el agua. Cada litro de agua de mar contiene 35 gramos de sal, el 90% es cloruro de sodio y el 10% restante está dominado por el cloruro de magnesio.
Producción de la sustancia elemental de magnesio
La producción de magnesio involucra varios procesos, siendo el método más común la reducción electrolítica del cloruro de magnesio fundido.
Cristales de Cloruro de Magnesio
Los minerales extraídos se convierten en cloruro de magnesio mediante su reacción con ácido clorhídrico. Esta vez, la solución contiene iones de magnesio y calcio. Se agrega óxido de calcio para convertir los iones de magnesio en hidróxido de magnesio insoluble en agua. Luego se usa ácido clorhídrico para convertir nuevamente el precipitado en solución de cloruro de magnesio. La solución se evapora para obtener cristales de cloruro de magnesio.
CaCO₃(s) + 2HCl(aq) → CaCl₂(aq) + H₂O(l) + CO₂(g)
MgCO₃(s) + 2HCl(aq) → MgCl₂(aq) + H₂O(l) + CO₂(g)
Mg²⁺(aq) + CaO(s) + H₂O(l) → Mg(OH)₂(s) + Ca²⁺(aq)
Mg(OH)₂(s) + 2HCl(aq) → MgCl₂(aq) + 2H₂O(l)
Electrólisis de cloruro de magnesio
Una corriente eléctrica atraviesa los cristales de cloruro de magnesio fundido para descomponerlo en metal de magnesio y gas cloro. El metal de magnesio se deposita en el cátodo (electrodo negativo), mientras que el gas cloro se libera en el ánodo (electrodo positivo).
Mg²⁺ + 2e⁻ → Mg
Cl²⁻ - 2e⁻ → Cl₂
Es importante señalar que la extracción de magnesio es intensiva en energía debido a las altas temperaturas requeridas para el proceso de reducción electrolítica. Como resultado, el costo de producción de magnesio puede ser relativamente alto en comparación con otros metales.
El magnesio también se produce a partir del agua de mar
El agua de mar es rica en iones de magnesio. Agregar óxido de calcio convierte los iones de magnesio en un precipitado. Luego se extrae el precipitado y se agrega ácido clorhídrico para convertirlo en una solución de cloruro de magnesio. Los pasos restantes son similares a los mencionados anteriormente.