Hořčík: Výskyt v přírodě a jeho význam

Hořčík (chemická značka Mg) je lehký, stříbrolesklý a reaktivní kov, patřící do skupiny kovů alkalických zemin. S protonovým číslem 12 se řadí mezi kovy alkalických zemin (2. skupina periodické tabulky). Běžně vypadá jako stříbřitě bílý kov, který na vzduchu ztrácí lesk kvůli tvorbě tenké ochranné vrstvy oxidu. V přírodě ho najdeme pouze ve sloučeninách. Získáváme ho především z minerálů jako magnezit a dolomit, nebo z mořské vody, kde je hojně rozpuštěn. Průmyslová výroba probíhá hlavně elektrolýzou taveniny chloridu hořečnatého.

Mezinárodní název magnesium je odvozen od řecké oblasti Magnésie, kde se v antice těžily minerály označované jako „magnéský kámen“. Český název hořčík, zavedený J. S. Preslem, je mnohem prozaičtější.

Historie a objev hořčíku

Historie hořčíku je úzce spjata s jeho sloučeninami, které byly známy po staletí. Například hořká sůl, síran hořečnatý, byla objevena v anglickém Epsomu již v 17. století a využívána pro své projímavé účinky. Jako samostatný prvek jej však rozpoznal až skotský chemik Joseph Black v roce 1755, když studoval magnesia alba (uhličitan hořečnatý) a odlišil jej od vápence. Čistý kovový hořčík se podařilo poprvé izolovat až v roce 1808 siru Humphry Davymu.

Výskyt hořčíku v přírodě

Hořčík je osmým nejrozšířenějším prvkem v zemské kůře a třetím nejhojnějším prvkem rozpuštěným v mořské vodě, která je jeho nevyčerpatelným zdrojem. V přírodě se kvůli své vysoké reaktivitě nevyskytuje v ryzí formě. Je vázán ve velkém množství minerálů, mezi nejvýznamnější patří magnezit (MgCO₃), dolomit (CaMg(CO₃)₂) a karnalit. Je také klíčovou centrální složkou chlorofylu, zeleného barviva rostlin, a je nezbytný pro život.

V přírodě se hořčík vyskytuje výhradně ve sloučeninách. Mezi nejznámější přírodní minerály patří magnezit (uhličitan hořečnatý) a dolomit, který tvoří celá pohoří. Ve velkém množství je rozpuštěn v mořské vodě jako chlorid hořečnatý. Přírodního původu je i síran hořečnatý, známý jako Epsomská sůl, ceněný pro své relaxační účinky v koupelích.

Čtěte také: Katastrofy spojené s prvky Sluneční Soustavy

Přírodní hořčík je směsí 3 stabilních izotopů s nukleonovými čísly 24, 25 a 26. Nejvyšší obsah hořčíku (60,3 % Mg) má minerál periklas MgO, celkem bylo mineralogicky popsáno 900 nerostů s obsahem hořčíku.

Hořčík se významnou mírou podílí na složení mořské vody. Spolu s vápníkem je hořčík nejčastější příčinou tvrdosti přírodních vod. Hořčík je důležitý biogenní prvek, jako významná složka chlorofylu se vyskytuje ve všech zelených rostlinách.

Vlastnosti a reakce hořčíku

Chemický prvek hořčík je stříbřitě bílý, lesklý a poměrně měkký kov, tvrdost podle Mohse je 2,5. Hořčík je podobně jako ostatní kovy alkalických zemin stříbrolesklý, poměrně měkký kov. Na vzduchu není příliš stálý a pomalu se oxiduje. S vodou reaguje hořčík za pomalého vytěsňování vodíku a vzniku hydroxidu hořečnatého.

Zapálen na vzduchu hořčík shoří intenzivním, oslnivě bílým plamenem za vzniku oxidu MgO a nitridu Mg3N2. Vodné rotoky solí hořčíku jsou bezbarvé, mezi barevné výjimky patří rozpustný žlutý chroman hořečnatý MgCrO4. Kvalitativní důkaz hořečnatých iontů se provádí přídavkem fosforečnanu sodného Na3PO4, v amoniakálním prostředí dojde k vyloučení sraženiny bílého NH4MgPO4.

Hořčík je natolik reaktivní, že dokáže hořet v atmosférách, které by běžný oheň uhasily. Může hořet nejen v dusíku, ale dokonce i v oxidu uhličitém, přičemž si z něj bere kyslík a zanechává za sebou uhlík. Jeho plamen je tak intenzivní a bohatý na ultrafialové záření, že přímý pohled do něj může poškodit zrak.

Čtěte také: Podíl obnovitelných zdrojů

Výroba a využití hořčíku

Světová roční těžba hořčíkových minerálů dosahuje hodnoty 10 Mt. Největším producentem kovového hořčíku je s roční výrobou 640 kt Čína, v Rusku se v roce 2012 vyrobilo 37 kt a v Izraeli 30 kt.

Největší uplatnění dnes nalézá hořčík jako součást lehkých slitin a jako redukční činidlo pro výrobu dalších kovů (titan, zirkonium, niob, hafnium) Krollovým postupem. Oxid hořečnatý MgO se používá k výrobě žáruvzdorných materiálů. Síran hořečnatý MgSO4 (Epsomská sůl, hořká sůl) se vyžívá v lékařství a lázeňství, jako potravinářské plnivo E 518 a jako důležitý zdroj hořčíku pro výživu rostlin, zejména jehličnanů. Hydridy hořčíku MgH2 nebo Mg(AlH4)2 mají značnou perspektivu jako bezpečné zásobníky vodíku. Chloristan hořečnatý Mg(ClO4)2 je hlavní složkou chemických detektorů sirného yperitu - S(CH2CH2Cl)2.

Hořčík je lehký a pevný kov, proto se jeho slitiny využívají v automobilovém a leteckém průmyslu, například na výrobu dílů motorů, disků kol či konstrukce letadel. Díky nízké hmotnosti ho najdeme i v elektronice, jako jsou notebooky a mobilní telefony. Jeho schopnost hořet oslnivým bílým plamenem se uplatňuje v pyrotechnice a světlících.

Větší praktický význam než čistý kov, mají pro technickou praxi slitiny hořčíku. Velmi často používaná hořčíková slitina s označením AE42 obsahuje kromě 4% hliníku také cca 2,5% neodymu, komerčně úspěšná slitina ZE41 obsahuje 4,2 % zinku a 1,2 % neodymu. Další technicky využívané hořčíkové slitiny jsou AZ91, AM20, AM50, AM60, AS21, ZC63, EZ33, QE22, WE54.

Progresivním konstrukčním materiálem jsou hořčíkové kompozity, které se vyrábějí vkládáním výztuže ve tvaru částic nebo vláken různé délky do hořčíkové matrice - "Metal Matrix Composites" - MMCs. Jako výztuž se nejčastěji používá oxid hlinitý, uhlíková vlákna, karbid křemíku SiC a karbid boru B4C. Hořčíkové kompozity se vyrábějí metodami práškové metalurgie, difuzním spojováním výztuže s matricí nebo infiltrací vláken výztuže roztaveným kovem.

Čtěte také: Evropské statistiky obnovitelných zdrojů

Význam hořčíku pro lidský organismus

Hořčík je nezbytným stavebním prvkem živých organismů. Více než 300 enzymů používá ionty hořčíku pro svou katalytickou činnost, včetně všech enzymů které využívají nebo syntetizují ATP. Tělo dospělého jedince obsahuje asi 24 g hořčíku, z toho 60 % v kostře.

Hořčík se podílí na více než 300 enzymatických reakcích v těle, což z něj činí klíčový prvek pro správné fungování mnoha systémů. Svalová a nervová funkce: Hořčík je nezbytný pro kontrakci a relaxaci svalů, přenos nervových vzruchů a prevenci svalových křečí. Energetický metabolismus: Podílí se na přeměně potravy na energii (ATP). Syntéza bílkovin a DNA: Je důležitý pro tvorbu nových bílkovin a genetického materiálu. Psychická pohoda: Nedostatek hořčíku může být spojen s úzkostí, podrážděností a problémy se spánkem. Zdraví kostí: Spolu s vápníkem a vitamínem D přispívá k pevnosti kostí. Regulace hladiny cukru v krvi a krevního tlaku: Hraje roli v udržování stabilní hladiny glukózy a zdravého krevního tlaku.

Dospělí by měli přijímat alespoň 365 mg hořčíku za den. Hlavními zdroji jsou listová zelenina, živočišné bílkoviny a ořechy. Vysoký obsah hořčíku mají také některé minerální vody např. šaratické a zaječické. Ty obsahují heptahydrát síranu hořečnatého, který se ze střeva omezeně vstřebává a váže na sebe vodu-působí tedy jako osmoticky účinné projímadlo.

Mezi bohaté zdroje hořčíku patří: Ořechy a semena - mandle, kešu, dýňová semínka, slunečnicová semínka jsou výborným zdrojem hořčíku. Celozrnné produkty - hnědá rýže, ovesné vločky nebo celozrnný chléb obsahují významné množství hořčíku. Luštěniny - fazole, čočka, hrách jsou nejen bohaté na vlákninu a bílkoviny, ale i na hořčík. Zelená listová zelenina - špenát, kapusta nebo mangold jsou plné hořčíku díky obsahu chlorofylu. Hořká čokoláda - kvalitní hořká čokoláda s vysokým podílem kakaa může být chutným zdrojem hořčíku.

I v říši bylin můžeme najít rostliny, které obsahují určité množství hořčíku. I když se nejedná o tak koncentrované zdroje jako například ořechy, mohou přispět k celkovému příjmu tohoto minerálu, zvláště pokud jsou pravidelnou součástí naší stravy ve formě čajů či koření. Některé byliny, tradičně užívané pro relaxaci a podporu nervového systému, mohou obsahovat stopové prvky hořčíku.

Přestože je hořčík přirozeně obsažen v mnoha potravinách, moderní životní styl a některé faktory mohou vést k jeho nedostatku. Mezi rizikové skupiny patří lidé s nevyváženou stravou, vysokou mírou stresu, intenzivní fyzickou aktivitou, některými zdravotními stavy a užíváním některých léků.

Příznaky nedostatku hořčíku mohou být různorodé a často nenápadné, zahrnují například svalové křeče, únavu, podrážděnost, nespavost, bušení srdce či bolesti hlavy.

Nadměrné užívání hořčíku z doplňků stravy může vést k nežádoucím účinkům, jako jsou průjem, nevolnost a křeče v břiše. Proto je vždy důležité dodržovat doporučené dávkování a v případě pochybností se poradit s lékařem nebo lékárníkem.

Zdroje

• BARTHELMY, David. Mineral Species containing Magnesium. In: Mineralogy database [online]. 2010 [cit. 2012-06-20].
• JURSÍK, František. Anorganická chemie kovů. 1. vyd. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická, 2002.
• VOJTĚCH, Dalibor, et al. Hořčík - kov pro medicínu i pro skladování vodíku. Chemické Listy 105, s.

tags: #horčík #výskyt #v #přírodě

Oblíbené příspěvky:

• Dopady znečištění ovzduší v Belchatowě
• Problémy se zdravím kvůli odpadu a stravě
• Cesta Splašků
• Fotografie lesů: Hledání klidu a inspirace
• Vlastnosti kovů