산화 마그네슘

3. 성질

마그네슘 리본을 태우면 밝고 하얀 빛을 내며 산화하여 가루가 되는데, 이를 통해 산화 마그네슘을 쉽게 만들 수 있다. 하지만 이 불꽃은 진화하기 쉽지 않고 해로운 강도의 자외선을 방출한다. 산화 마그네슘 기체를 흡입하면 금속열을 유발할 수 있다.^[58] 녹는점은 2800°C, 끓는점은 3600°C이며, 밀도는 3.65 g/cm³이다. 물에는 잘 녹지 않는다. 염화 나트륨형의 입방정계 구조(Fm3m)를 가지며, 격자 상수는 a = 4.203 Å이다.^[47]

3. 1. 반응성

3. 2. 전기적 성질

4. 관련 산화물

과산화마그네슘(MgO₂)도 산화 마그네슘으로 알려져 있다. 진화적 결정 구조 예측에 따르면, MgO₂는 116 GPa (기가파스칼) 이상의 압력에서 열역학적으로 안정하며, 반도체성 산화물 부화합물 Mg₃O₂는 500 GPa 이상에서 열역학적으로 안정하다.^[8]

5. 반응

마그네슘을 이산화탄소나 물과 반응시키면, 이산화탄소와 물이 환원되어 각각 탄소와 수소가 생성되고, 마그네슘은 산화 마그네슘이 된다.

: 2Mg\ + CO2 -> C\ + 2MgO

: Mg\ + H2O -> H2\ + MgO

또한, 묽은 염산에 녹였을 때, 마그네슘(은회색)은 녹아 수소를 발생하지만, 산화 마그네슘(흰색)은 수소를 발생하지 않는다.

6. 용도

산화 마그네슘(MgO)은 다양한 산업 분야에서 널리 사용된다.

• 내화물: MgO는 높은 온도에서 물리적, 화학적으로 안정적인 특성을 지녀 도가니나 내열성 전기 케이블의 절연체 등 내화물로 사용된다.^[14] 2004년 미국 내 마그네시아 소비량의 56%가 내화물 산업에서 사용되었다.^[14]
• 의약품: 속쓰림, 소화불량 완화 및 제산제, 마그네슘 보충제, 단기간 완하제로 사용된다.^[19] 장에서 흡수되기 어려운 중탄산염이나 탄산염을 형성하여 삼투압 작용으로 완하 효과를 나타낸다.^[49] 다만, 장기간 사용 시 장폐색, 신부전 환자의 고마그네슘혈증 등의 부작용이 있을 수 있다.^[20][50]
• 식품 첨가물: 방습제로 사용되며, 코코아 제품, 통조림 완두콩, 냉동 디저트 등에 사용이 승인되었다.^[22] E 번호는 E530이다.
• 시멘트: 포틀랜드 시멘트 및 소렐 시멘트의 구성 요소 중 하나이다.
• 비료: 식물 비료^[16]와 동물 사료^[17]의 중요한 성분이다.
• 폐기물 처리: 산을 중화하고 중금속을 안정화시키는 효과가 있어 토양 및 지하수 정화, 폐수 처리 등에 사용된다.^[21]
• 기타:
• 아민과 아마이드의 N-보호에 사용되는 시약.^[23]
• 생체 세라믹 광물인 하이드록시아파타이트의 파괴 인성을 증가시키는 도핑 물질.^[24][25]
• 광학 재료, 종이 자료의 탈산처리, 스핀 터널링 소자의 산화물 장벽, 브레이크 라이닝, 박막 트랜지스터(TFTs)의 절연체 등으로 사용된다.

6. 1. 내화물

6. 2. 의약품

6. 2. 1. 부작용

6. 3. 식품 첨가물

6. 4. 시멘트

6. 5. 비료

6. 6. 내화 재료

6. 7. 폐기물 처리

6. 8. 기타 용도

• 식품 첨가물로서 방습제로 사용된다. 미국 식품의약국에는 코코아 제품, 통조림 완두콩, 냉동 디저트에 사용이 승인되어 있다.^[22] E 번호는 E530이다.
• EtOAc에서 벤질 클로로포르메이트를 사용하여 카르복시벤질(Cbz)기를 도입하는 시약으로 사용되며, 아민과 아마이드의 N-보호에 사용된다.^[23]
• 생체 세라믹 광물인 하이드록시아파타이트에 산화마그네슘(중량 대비 약 1~5%)을 도핑하면 입계로 이동하여 입자 크기를 줄이고 파괴 모드를 입계 파괴에서 결정립내 파괴로 변경함으로써 파괴 인성을 증가시킨다.^[24][25]
• 압축된 산화마그네슘은 광학 재료로 사용된다. 0.3~7 μm 파장에서 투명하며, 1 μm에서의 굴절률은 1.72이고 아베 수는 53.58이다. 이스트만 코닥의 상품명 Irtran-5로 알려져 있었으나, 현재는 사용되지 않는 명칭이다. 순수한 결정질 산화마그네슘은 시판되며 적외선 광학 분야에서 소량 사용된다.^[26]
• 산화마그네슘의 에어로졸 용액은 도서관 과학 및 자료 관리 분야에서 손상 위험이 있는 종이 자료의 탈산처리에 사용된다. 이 과정에서 산화마그네슘(및 유사한 화합물)의 알칼리성이 저품질 종이의 상대적으로 높은 산성을 중화하여 열화 속도를 늦춘다.^[27]
• 산화마그네슘은 스핀 터널링 소자에서 산화물 장벽으로 사용된다. 마그네트론 스퍼터링으로 증착할 수 있는 박막의 결정 구조로 인해 일반적으로 사용되는 비정질 Al₂O₃보다 우수한 특성을 나타낸다. 특히, 산화마그네슘을 사용하여 약 85%의 스핀 편극을 달성했는데,^[28] 산화알루미늄의 경우 40~60%이다.^[29] 터널 자기 저항 값 또한 산화마그네슘(실온에서 600%, 4.2 K에서 1,100%^[30])이 산화알루미늄(실온에서 약 70%^[31])보다 훨씬 높다.
• 산화마그네슘은 다축 프레스와 같은 고압 장치에 사용되는 일반적인 압력 전달 매체이다.^[32]
• 산화마그네슘은 열전도율과 중간 정도의 경도 때문에 브레이크 라이닝에 사용된다.^[33] 마찰면에서 열을 발산시켜 과열을 방지하는 동시에 금속 부품의 마모를 최소화하는 데 도움이 된다.^[34] 고온에서의 안정성은 자동차 및 산업용 애플리케이션에서 안정적이고 내구성 있는 제동 성능을 보장한다.^[35]
• 박막 트랜지스터(TFTs)에서 MgO는 높은 열적 안정성, 우수한 절연 특성 및 넓은 밴드갭으로 인해 유전체 재료 또는 절연체로 자주 사용된다.^[36] 최적화된 IGZO/MgO TFT는 −0.11 V에서 1.63 cm²/Vs의 전자 이동도, 10⁶의 온/오프 전류비 및 0.50 V/decade의 서브쓰레시홀드 스윙을 보였다.^[37] 이러한 TFT는 저전력 응용 분야, 웨어러블 기기 및 방사선 경화 전자 제품에 필수적이며 다양한 분야에서 효율성과 내구성을 향상시키는 데 기여한다.^[38][39]

7. 주의 사항

마그네슘 리본을 태우면 밝고 하얀 빛과 함께 산화하여 가루를 만들 수 있는데, 이를 통해 산화 마그네슘을 쉽게 만들 수 있다. 그러나 밝은 불꽃은 진화하기 쉽지 않고 해로운 강도의 자외선을 방출한다. 산화 마그네슘 기체나 증기를 흡입하면 금속열을 유발할 수 있다.^[58][41]

참조

_[1] 서적 Rubber Bible 92nd edition
_[2] 웹사이트 Application of magnesium compounds to insulating heat-conductive fillers http://www.konoshima[...] 2013-12-30
_[3] 논문 Self-consistent electronic structures of MgO and SrO http://users-phys.au[...] 2012-03-27
_[4] 서적 Rubber Bible 92nd edition
_[5] 서적 Rubber Bible 92nd edition
_[6] 서적 Rubber Bible 92nd edition
_[7] 문서 PGCH 0374
_[8] 논문 Novel stable compounds in the Mg-O system under high pressure http://uspex.stonybr[...] 2013-11-06
_[9] 논문 Reflection Thermal Diffuse X-Ray Scattering for Quantitative Determination of Phonon Dispersion Relations.
_[10] 논문 Structural and electrical properties of magnesium oxide powders http://etheses.dur.a[...] Durham University 1986-11
_[11] 논문 Dielectric constants of BeO, MgO, and CaO using the two-terminal method http://link.springer[...] 1989-11
_[12] 논문 Magnesium Oxide Nanoparticles: Dielectric Properties, Surface Functionalization and Improvement of Epoxy-Based Composites Insulating Properties 2018-05-30
_[13] 서적 Magnesium Compounds
_[14] 서적 The chemistry and technology of magnesia https://books.google[...] John Wiley and Sons 2011-09-10
_[15] 논문 Recent Advances in Magnesium-Magnesium Oxide Nanoparticle Composites for Biomedical Applications 2024-05
_[16] 웹사이트 Nutrient Science https://web.archive.[...] 2017-04-26
_[17] 웹사이트 Magnesium oxide for the Animal Feed Industry https://web.archive.[...]
_[18] 논문 Study of the degradation of non-conventional MgO-SiO 2 cement reinforced with lignocellulosic fibers 2017-07
_[19] 웹사이트 Magnesium Oxide https://www.nlm.nih.[...] 2009-02-01
_[20] 논문 Small bowel obstruction caused by a medication bezoar: report of a case
_[21] 웹사이트 Step-By-Step Guide for Waste Handling at WIPP http://www.wipp.ener[...]
_[22] 웹사이트 Compound Summary for CID 14792 – Magnesium Oxide https://pubchem.ncbi[...] PubChem
_[23] 논문 Preparation of Carbobenzoxy-L-Tyrosine Methyl and Ethyl Esters and of the Corresponding Carbobenzoxy Hydrazides 1989-02-01
_[24] 논문 Sintering and mechanical properties of MgO-doped nanocrystalline hydroxyapatite http://www.aun.edu.e[...] 2013-12
_[25] 논문 Synthesis of High Fracture Toughness of Hydroxyapatite Bioceramics
_[26] 논문 Index of Refraction of Magnesium Oxide
_[27] 웹사이트 Mass Deacidification: Saving the Written Word https://www.loc.gov/[...] 2011-09-26
_[28] 논문 Giant tunnelling magnetoresistance at room temperature with MgO (100) tunnel barriers
_[29] 논문 Spin polarization of tunneling current from ferromagnet/Al₂O₃ interfaces using copper-doped aluminum superconducting films
_[30] 논문 Tunnel magnetoresistance of 604% at 300 K by suppression of Ta diffusion in CoFeB/MgO/CoFeB pseudo-spin-valves annealed at high temperature
_[31] 논문 70% TMR at Room Temperature for SDT Sandwich Junctions with CoFeB as Free and Reference Layers
_[32] 논문 Quantitative measurements of pressure gradients for the pyrophyllite and magnesium oxide pressure-transmitting mediums to 8 GPa in a large-volume cubic cell http://www.tandfonli[...] 2011-12
_[33] 웹사이트 Magnesium Oxide Ceramic Materials - An Overview https://www.precisec[...] 2024-08-08
_[34] 특허
_[35] 특허
_[36] 웹사이트 Magnesium Oxide Target in Thin-Film Transistors Production https://www.sputtert[...] Stanford Advanced Materials 2024-10-30
_[37] 논문 Effect of substrate temperature on growth mechanism and properties of PEALD-MgO dielectric films for amorphous-IGZO TFTs
_[38] 논문 MgZnO-Based Negative Capacitance Transparent Thin-Film Transistor Built on Glass
_[39] 논문 Mg Doping to Simultaneously Improve the Electrical Performance and Stability of MgInO Thin-Film Transistors
_[40] 논문 Reflectance of Magnesium Oxide
_[41] 웹사이트 Magnesium Oxide http://www.npi.gov.a[...]
_[42] 문서 http://fscimage.fish[...]
_[43] 논문 The NBS tables of chemical thermodynamics properties
_[44] 웹사이트 苦土とは - コトバンク https://kotobank.jp/[...]
_[45] 간행물 調剤指針 薬事日報社
_[46] 서적 新実験化学講座　無機化合物の合成I 丸善
_[47] 서적 化学大辞典 共立出版
_[48] 서적 コットン・ウィルキンソン無機化学 培風館
_[49] 웹사이트 酸化マグネシウム(サンカマグネシウム)とは？ 意味や使い方 https://kotobank.jp/[...] 2024-12-21
_[50] 뉴스 厚労省・安全性情報　酸化マグネシウムの長期投与に注意喚起 https://www.mixonlin[...] ミクスonline 2008-11-27
_[51] 간행물 Rubber Bible 92nd
_[52] 웹사이트 Application of magnesium compounds to insulating heat-conductive fillers http://www.konoshima[...]
_[53] 논문 Self-consistent electronic structures of MgO and SrO http://users-phys.au[...] 2020-11-02
_[54] 간행물 Rubber Bible 92nd
_[55] 간행물 Rubber Bible 92nd
_[56] 간행물 Rubber Bible 92nd
_[57] 간행물 PGCH
_[58] 웹인용 National Pollutant Inventory – Magnesium Oxide Fume Fact Sheet https://web.archive.[...] 2006-02-23