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 硫酸マグネシウム六水和物
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 無水硫酸マグネシウム
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 エプソマイト（硫酸マグネシウム七水和物）
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| 名前 | |
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| IUPAC名
硫酸マグネシウム
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その他の名前
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| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol）
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| チェビ |
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| チェムBL |
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| ケムスパイダー |
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| ドラッグバンク |
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| ECHA 情報カード | 100.028.453 |
| EC番号 |
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| ケッグ |
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パブケム CID
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| RTECS番号 |
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| ユニ |
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CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |
| 硫酸マグネシウム | |
| モル質量 |
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| 外観 | 白色結晶固体 |
| 臭い | 無臭 |
| 密度 |
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| 融点 |
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溶解度積（K sp）
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738（502グラム/リットル） |
| 溶解度 | |
磁化率（χ）
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−50·10 −6 cm 3 /モル |
屈折率( n D )
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1.523 (一水和物) 1.433 (七水和物) |
| 構造 | |
| 単斜晶系（水和物） | |
| 薬理学 | |
| A06AD04 ( WHO ) A12CC02 ( WHO ) B05XA05 ( WHO ) D11AX05 ( WHO ) V04CC02 ( WHO ) | |
| 危険 | |
| NFPA 704 (ファイアダイヤモンド) | |
| 関連化合物 | |
その他の陽イオン
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特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
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 インフォボックス参照
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硫酸マグネシウムまたは硫酸マグネシウムは、化学化合物であり、式MgSO 4の塩であり、マグネシウム陽イオンMg 2+（質量比20.19％）と硫酸陰イオンSOで構成されています。 2−4白色の結晶性固体で、水には溶けますが、エタノールには溶けません。
硫酸マグネシウムは通常、水和物 MgSO 4 · n H 2 Oの形で存在し、 nの値は1から11まで様々です。最も一般的なのは七水和物MgSO 4 ·7H 2 Oで[1]、エプソム塩として知られ、入浴剤を含む多くの伝統的な用途を持つ家庭用化学物質です。[2]
硫酸マグネシウムの主な用途は農業で、マグネシウム（葉緑素や光合成に重要な役割を果たすため、植物にとって必須の栄養素）が不足している土壌を改善することです。この用途では一水和物が好まれ、1970年代半ばまでにその生産量は年間230万トンに達しました。[3]無水物といくつかの水和物は自然界に鉱物として存在し、塩はいくつかの泉の水の重要な成分です。
水和物
硫酸マグネシウムは、以下を含むいくつかの水和物として結晶化します。
- 無水、MgSO 4 ; 性質上不安定で、水和してエプソマイトを形成する。[4]
- 一水和物、MgSO 4 ·H 2 O ;キーザー石、単斜晶系。[5]
- 一水和物、MgSO 4 ·H 2 O ;三斜晶系。[6]
- MgSO 4 ·1.25H 2 Oまたは4MgSO 4 ·5H 2 O。 [ 7]
- 二水和物、MgSO 4 ·2H 2 O ;斜方晶系。
- MgSO 4 ·2.5H 2 Oまたは2MgSO 4 ·5H 2 O。 [ 7]
- 三水和物、MgSO 4 ·3H 2 O。[7]
- 四水和物、MgSO 4 ·4H 2 O ; スターキー石、単斜晶系。[8]
- 五水和物、MgSO 4 ·5H 2 O ; 五水和物、三斜晶系。[5]
- 六水和物、MgSO 4 ·6H 2 O ; 六水和物、単斜晶系。
- 七水和物、MgSO 4 ·7H 2 O（「エプソム塩」）；エプソマイト、斜方晶系。[5]
- 九水和物、MgSO 4 ·9H 2 O、単斜晶系。[9]
- 十水和物、MgSO 4 ·10H 2 O . [8]
- 11水和物、MgSO 4 ·11H 2 O、メリディアナイト、三斜晶系。[8]
2017年現在、十水和物の存在は明らかに確認されていない。[9]
すべての水和物は加熱すると水分を失います。320 °C を超えると、無水形態のみが安定します。無水形態は1124 °C で溶解することなく分解し、酸化マグネシウム(MgO) と三酸化硫黄( SO 3 )になります。
七水和物
七水和物の一般名「エプソム塩」は、イギリスのサリー州エプソムにある苦い塩泉に由来しています。この塩は、ノースダウンズの多孔質の白亜質岩と不浸透性のロンドン粘土が出会う場所に湧き出る泉から生産されました。
七水和物は容易に 1 当量の水を失って六水和物を形成します。
エプソムソルトはマグネシウムと硫黄の両方の天然源です。エプソムソルトは、入浴剤、角質除去剤、筋弛緩剤、鎮痛剤によく使用されます。しかし、これらは園芸用のエプソムソルトとは異なり、植物には適さない香りや香料が含まれています。 [10]
一水和物
硫酸マグネシウム一水和物、またはキーゼライトは、七水和物を120℃に加熱することによって調製できます。[11]さらに250℃に加熱すると無水硫酸マグネシウムが得られます。[11]キーゼライトは、2.7GPa未満の圧力では単斜晶系対称性を示し、その後三斜晶系対称性の相に変化します。[6]
11水和物
メリディアナイトと呼ばれる11水和物MgSO 4 ·11H 2 Oは、大気圧下では2℃以下の場合にのみ安定する。その温度を超えると、固体の7水和物と飽和溶液の混合物に液化する。水との共晶点は-3.9℃、MgSO 4の質量比は17.3%である。[7]適切な濃度の溶液を0℃で数日間保存すると、大きな結晶が得られる。 [7]
約0.9GPaの圧力と240Kで、メリディアナイトは氷VIと九水和物MgSO 4 ·9H 2 Oの混合物に分解する。[9]
エニアハイドレート
九水和物MgSO 4 ·9H 2 O は、（適切な割合のMgSO 4と硫酸ナトリウムNa 2 SO 4の溶液を冷却することによって）簡単に製造できるように見えるにもかかわらず、最近になってようやく特定され、特徴付けられました。
構造は単斜晶系で、250 K での単位格子パラメータは、a = 0.675 nm、b = 1.195 nm、c = 1.465 nm、β = 95.1°、V = 1.177 nm 3 、 Z = 4である。最も可能性の高い空間群は P21/c である。セレン酸マグネシウムは、9水和物MgSeO 4 ·9H 2 O も形成しますが、結晶構造が異なります。[9]
自然発生
Mg 2+とSO2−4イオンはそれぞれNa +とCl −に次いで海水中で2 番目に多い陽イオンと陰イオンであり、硫酸マグネシウムは地質環境で一般的な鉱物です。その発生は主に浅成プロセスに関連しています。その一部は、蒸発岩カリウム- マグネシウム (K-Mg) 塩堆積物の重要な構成成分でもあります。
ドーン宇宙船が準惑星ケレスのオクタトルクレーターで観測した明るい点は、硫酸マグネシウム六水和物からの反射光と最も一致しています。[12]
MgSO 4の既知の鉱物形態のほとんどすべては水和物です。エプソマイトは「エプソム塩」の天然類似物です。メリディアナイト( MgSO 4 ·11H 2 O)は、凍った湖の表面で観察されており、火星にも存在すると考えられています。六水和物は、次に低い水和物です。次に低い 3 つの水和物 (五水和物、スターキー石、特に砂岩) はまれです。キース石は一水和物で、蒸発岩堆積物によく見られます。無水硫酸マグネシウムは、燃えている石炭の投棄場から報告されています。
準備
硫酸マグネシウムは通常、乾燥した湖底やその他の天然資源から直接得られます。また、マグネサイト（炭酸マグネシウム、MgCO 3）またはマグネシア（酸化物、MgO）を硫酸（H 2 SO 4 ）と反応させることによっても生成できます。
- H 2 SO 4 + MgCO 3 → MgSO 4 + H 2 O + CO 2
もう一つの方法として、海水やマグネシウムを含む産業廃棄物を処理して水酸化マグネシウムを沈殿させ、その沈殿物を硫酸と反応させることが考えられる。
また、硫酸マグネシウム七水和物（エプソマイト、MgSO 4・7H 2 O）は、硫酸マグネシウム一水和物（キーザライト、MgSO 4・H 2 O）を水に溶解し、その後七水和物を結晶化させることによって製造されます。
物理的特性
硫酸マグネシウムの緩和は、 10kHz以上の 周波数で海水中の音を吸収する主なメカニズムです[13]（音響エネルギーが熱エネルギーに変換されます）。低周波数は塩によって吸収されにくいため、低周波の音は海中でより遠くまで伝わります。ホウ酸と炭酸マグネシウムも吸収に寄与しています。[14]
用途
医学
硫酸マグネシウムは、外用（エプソム塩として）と内用の両方に使用されます。
主な外用は入浴剤としての処方で、特に足湯で足の痛みを和らげるために使用されます。このような入浴剤は、筋肉痛や筋肉痛、怪我を和らげ、回復を早めるとも言われています。[15]硫酸マグネシウムの潜在的な健康効果は、難治性うつ病に対するマグネシウムの影響に関する医学研究[16] や、片頭痛や慢性疼痛の鎮痛剤としての研究に反映されています。[17]硫酸マグネシウムは、喘息、[18]、妊娠中毒症、子癇 の治療薬として研究されてきました。[19]
隔離タンクで使用される濃縮塩溶液の主成分は通常硫酸マグネシウムで、比重を約 1.25～1.26 に高めます。この高密度により、密閉タンク内の水面に人が楽に浮かぶことができ、外部感覚への刺激を可能な限り排除できます。
英国では、「ドローイングペースト」と呼ばれる硫酸マグネシウムとフェノールを含む薬剤が、小さな腫れ物や局所的な感染症[20]や刺し傷の除去に有効である。[21]
内服では、硫酸マグネシウムは経口、呼吸器、または静脈内投与される。内服用途としては、マグネシウム欠乏症の補充療法、[22]急性および重度の不整脈の治療、[23]喘息の治療における気管支拡張薬としての用途、[24]子癇[25]および脳性麻痺の予防、[26] [27]子宮収縮抑制薬としての用途、[28]および抗けいれん薬としての用途がある。[28]
下剤としても使用されることがある。[29]
農業
農業では、硫酸マグネシウムは土壌中のマグネシウムや硫黄の含有量を増やすために使用されます。最も一般的には、鉢植えの植物、またはジャガイモ、トマト、ニンジン、ピーマン、レモン、バラなどのマグネシウムを必要とする作物に使用されます。他のマグネシウム土壌改良剤（ドロマイト石灰など）に対する硫酸マグネシウムの利点は、溶解性が高く、葉面散布も可能なことです。また、硫酸マグネシウム溶液は、石灰岩に含まれるわずかにアルカリ性のマグネシウム塩と比較して、pHがほぼ中性であるため、土壌のマグネシウム源として硫酸マグネシウムを使用しても、土壌のpHが大幅に変化することはありません。[28]硫酸マグネシウムは害虫やナメクジを駆除し、種子の発芽を助け、花を咲かせ、養分吸収を改善し、環境に優しいという一般的な考えに反して、土壌のマグネシウム欠乏を是正すること以外に、主張されている効果は何も得られません。硫酸マグネシウムは、過剰に使用すると水を汚染することさえあります。[30]
硫酸マグネシウムは、キレート療法が開発される以前は、鉛中毒の治療に歴史的に使用されていました。摂取した鉛が硫酸マグネシウムによって沈殿し、消化器系から排出されると考えられていたためです。[31]この用途は、20世紀初頭から中期にかけて特に獣医師の間で広く使用されました。エプソム塩はすでに多くの農場で農業用に使用されており、誤って鉛を摂取した家畜の治療に処方されることがよくありました。[32] [33]
食事の準備
硫酸マグネシウムは以下のように使用されます。
化学
無水硫酸マグネシウムは、水との親和性およびほとんどの有機化合物との適合性のため、有機合成における乾燥剤として一般的に使用されています。作業中、有機相は無水硫酸マグネシウムで処理されます。 その後、水和した固体は、濾過、デカンテーション、または蒸留（沸点が十分に低い場合）によって除去されます。硫酸ナトリウムや硫酸カルシウムなどの他の無機硫酸塩も同様に使用できます。
工事
硫酸マグネシウムは、酸化マグネシウムと硫酸マグネシウム溶液の反応によって特定のセメントを調製するために使用されます。このセメントは、優れた結合力とポートランドセメントよりも高い耐性を備えています。このセメントは主に軽量断熱パネルの製造に使用されますが、耐水性が低いため、用途が制限されます。
硫酸マグネシウム（または硫酸ナトリウム）は、実際の風化条件にさらされた材料の使用記録がない場合、ASTM C88 規格に従って骨材の健全性をテストするためにも使用されます。テストは、飽和溶液に繰り返し浸漬し、その後オーブンで乾燥させて、浸透性細孔空間に沈殿した塩を脱水することによって行われます。再浸漬時の塩の再水和から得られる内部膨張力は、凍結時の水の膨張をシミュレートします。
硫酸マグネシウムは、コンクリートの外部硫酸塩攻撃に対する耐性(ESA) をテストするためにも使用されます。
アクアリア
硫酸マグネシウム七水和物は、大量の石灰質サンゴを含む海洋水槽のマグネシウム濃度を維持するためにも使用されます。これは、サンゴの石灰化過程でマグネシウムが徐々に減少するためです。マグネシウムが不足している海洋水槽では、海水中のこれらのイオンを安定させ、炭酸カルシウムへの自然沈殿を防ぐのに十分なマグネシウムが存在しないため、カルシウムとアルカリ度の濃度を制御するのが非常に困難です。[38]
複塩
硫酸マグネシウムを含む複塩が存在する。硫酸マグネシウムナトリウム、硫酸マグネシウムカリウムとして知られているものもある。銅-硫酸マグネシウム混合七水和物（Mg,Cu）SO 4 ·7H 2 Oは鉱山の尾鉱中に存在し、アルパーサイトという鉱物名が付けられた。[39]
参照
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外部リンク
- 国際化学物質安全性カード—硫酸マグネシウム