12. Magenesium (Mg) - Das weiße Feuer

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0:22 Nun geht's los, Magnesium, Ordnungszahl, 12. Atommasse, 24,305, ein silberweißes Leichtmetall, das in reiner Form an der Luft anläuft und bei Entzündung mit einer blendend weißen Flamme brennt. Ein Element, das in deinem Körper gerade jetzt arbeitet, das die Ozeane durchzieht, das in den Sternen brennt und ohne das das Leben auf der Erde nicht existieren könnte.

0:57 Das Symbol MG steht für ein Element, das die Menschheit seit Jahrhunderten fasziniert, dessen wahre Bedeutung wir aber erst in den letzten 2 Jahrhunderten wirklich verstanden haben. Magnesium. Ist das achthäufigste Element in der Erdkruste, macht etwa 2% ihrer Masse aus, im Meerwasser ist es mit etwa 1,3 Gramm pro Liter das dritthäufigste gelöste Element nach Natrium und Chlor. Und doch existiert es in der Natur nie in reiner Form, sondern immer nur in Verbindungen. Der Name Magnesium leitet sich von Magnesia ab, einer Region im antiken Thessalien in Griechenland. Dort fand man weiße Erde magnesiumcarbonat, das bereits in der Antike verwendet wurde, die alten Griechen nannten diese Substanz Magnesia, Alba die

1:56 weiße Magnesia im Gegensatz zu Magnesia Negra, dem schwarzen Magnetit, dem Eisenoxid. Diese Namensgebung führte später zu Verwirrung, aber letztendlich erhielt das Element seinen Namen von diesem Ort. Im Jahr 1618 entdeckte ein Bauer in Epsom, England, eine bittere Quelle, das Wasser enthielt gelöste magnesiumsulfat Kristalle, diese Substanz wurde als epsom Salz bekannt und fand schnell Verwendung als Abführmittel. Jahrhundertelang wurde Epsom Salz in der Medizin eingesetzt, ohne dass man verstand, dass es eine Magnesiumverbindung war. Der schottische Chemiker Joseph Black erkannte 1755, dass Magnesia Alba, also Magnesiumcarbonat, eine eigenständige Substanz war und unterschied sie von Kalk, dem Calciumcarbonat.

2:59 Dies war ein wichtiger Schritt, aber das elementare Magnesium selbst blieb noch unentdeckt. Black zeigte, dass Magnesia Alba beim Erhitzen Kohlendioxid abgab und eine andere Substanz zurückließ, die er Magnesia Uster nannte, gebranntes Magnesiumoxid Sir Humphrey Davy, der englische Chemiker, der bereits Natrium, Kalium, Kalzium und andere Elemente durch Elektrolyse isoliert hatte. Versuchte 1808 auch Magnesium zu gewinnen. Er elektrolysierte Angefeuchtetes Magnesiumoxid und erhielt ein Amalgam, eine Legierung mit Quecksilber, die Magnesium enthielt, als er das Quecksilber verdampfen ließ, blieb reines Magnesium zurück, doch die Menge war winzig. Die erste größere Menge reinen Magnesiums stellte der französische Chemiker Antoine

3:56 Bucy 1828 her. Er erhitzte Magnesiumchlorid mit Kalium in einem geschlossenen Gefäß, das Kalium Reaktiver als Magnesium entzog, dem Magnesiumchlorid das Chlor und hinterließ metallisches Magnesium. Bassy beschrieb die Eigenschaften dieses neuen Metalls. Silberweiß leicht an der Luft anlaufend doch Magnesium blieb zunächst eine Laboratoriumskuriosität die Herstellung war teuer und kompliziert. Das änderte sich erst, als Michael Faraday 1833 die Gesetze der Elektrolyse formulierte und damit den Weg für die industrielle Metallgewinnung ebnete. Dennoch dauerte es bis 1852.

4:47 Bis Robert Bunsen in Deutschland ein elektrolytisches Verfahren zur Magnesiumgewinnung aus geschmolzenem Magnesiumchlorid entwickelte. Auch dieses war noch nicht wirtschaftlich, der Durchbruch kam 1886, als die Chemiker Hamilton Kastner und Karl Kellner unabhängig voneinander effiziente elektrolytische Verfahren entwickelten.

5:12 Gleichzeitig entdeckte man, dass Magnesium als Legierungsbestandteil in Aluminium außergewöhnliche Eigenschaften verleiht. Die Magnesiumproduktion nahm zu doch was macht Magnesium so besonders? Betrachten wir seine atomare Struktur, ein Magnesiumatom hat 12 Protonen im Kern umgeben von 12 Elektronen, diese Elektronen ordnen sich in Schalen an. 2. In der innersten k Schale, 8.

5:44 In der L. Schale und 2. In der äußersten m Schale. Diese 2 äußeren Elektronen gibt Magnesium leicht ab, um ein stabiles, zweifach positiv geladenes Ion Magnesium 2 Plus zu bilden. Diese Bereitschaft, Elektronen abzugeben, macht Magnesium reaktiv. An der Luft bildet sich auf Magnesium schnell eine dünne Oxidschicht, die das darunterliegende Metall vor weiterer Korrosion schützt.

6:16 Wenn man diese Schicht aber durchbricht und das Metall erhitzt, entzündet es sich die Verbrennungstemperatur von Magnesium liegt bei etwa 3010 100 Grad Celsius, die Flamme ist blendend, weiß, intensiver als jede andere metallische Verbrennung. Das Licht dieser Flamme war so hell, dass es im 19 Jahrhundert für fotografische Blitzlichter verwendet wurde. Fotografen der Pionierzeit verwendeten Magnesiumpulver sie streuten es auf eine Platte, entzündeten es und im Moment der Explosion nahm die Kamera das Bild auf, das Licht war perfekt, aber die Methode gefährlich, viele Fotografen erlitten Verbrennungen, Studios fingen Feuer. Mit der Erfindung der elektrischen Blitzbirne wurde diese Praxis obsolet, aber der

7:12 Begriff Blitzlicht erinnert noch heute an das brennende Magnesium. Die militärische Nutzung folgte unweigerlich Magnesiumfackeln, Leuchtgeschosse und Brandbomben wurden entwickelt, im Zweiten Weltkrieg wurden Millionen Tonnen Magnesium für Brandbomben verwendet. Die Alliierten warfen Magnesium, thermit, Bomben auf deutsche und japanische Städte. Diese Bomben brannten so heiß, dass sie mit Wasser nicht gelöscht werden konnten, Wasser zersetzte sich an der heißen Oberfläche in Wasserstoff und Sauerstoff, der Wasserstoff explodierte, das Feuer breitete sich weiter aus, eine schreckliche Anwendung eines Elements, das eigentlich Leben ermöglicht.

8:03 Denn Magnesium ist essentiell, führte das Leben in deinem Körper. Befinden sich etwa 25 Gramm Magnesium, etwa die Hälfte davon ist in den Knochen eingelagert, der Rest in Zellen und Geweben nur etwa ein Prozent zirkuliert im Blut, aber dieses eine Prozent ist lebenswichtig. Magnesium aktiviert mehr als 300 Enzyme in deinem Körper.

8:31 Enzyme, die Proteine synthetisieren, DNA reparieren, Muskeln kontrahieren lassen, Nervenimpulse übertragen. Ohne Magnesium würde dein Herz nicht schlagen das Mineral reguliert den Calciumeinstrom in die Herzmuskelzellen, steuert den Rhythmus, verhindert Arrhythmien. Ein Magnesiummangel kann zu Herzrhythmusstörungen, muskelkrämpfen, Schwäche, sogar zu Persönlichkeitsveränderungen führen. Der Körper reguliert den Magnesiumspiegel streng durch Aufnahme im Darm, Speicherung in Knochen und Ausscheidung über die Nieren die moderne Ernährung liefert oft zu wenig Magnesium. Raffinierte Nahrungsmittel die Verarbeitung von Getreide, die Erschöpfung der Böden durch intensive Landwirtschaft reduzieren den Magnesiumgehalt

9:24 unserer Nahrung. Grünes Blattgemüse ist reich an Magnesium, weil Chlorophyll, das grüne Pigment der Pflanzen, ein Magnesiumatom im Zentrum trägt. Chlorophyll ist das molekulare Herzstück der Photosynthese. Die Struktur ähnelt dem Hämoglobin in unserem Blut, das Sauerstoff transportiert. Hämoglobin hat ein Eisenatom im Zentrum, Chlorophyll, ein Magnesiumatom. Dieses Magnesiumatom fängt Lichtenergie ein, überträgt Elektronen und ermöglicht es der Pflanze, aus Kohlendioxid und Wasser Zucker zu synthetisieren.

10:06 Ohne Magnesium gäbe es keine Photosynthese, keine Pflanzen, keinen Sauerstoff in der Atmosphäre, kein Leben, wie wir es kennen. Die Pflanzen nehmen Magnesium aus dem Boden auf, magnesiumhaltige Mineralien Verwittern, langsam setzen Magnesium Ionen frei, die ins Grundwasser gelangen, von Pflanzenwurzeln absorbiert werden. Der globale Magnesiumkreislauf verbindet Gestein, Wasser, Lebewesen und Atmosphäre.

10:37 Flüsse transportieren jährlich etwa 60000000 Tonnen gelöstes Magnesium ins Meer, dort bleibt es gelöst oder wird von Meeresorganismen aufgenommen, die Schalen aus Magnesiumcarbonat oder Calciumcarbonat bilden. Wenn diese Organismen sterben, sinken ihre Schalen auf den Meeresboden, bilden Sedimentschichten, die über geologische Zeiträume zu Gestein werden.

11:04 Dolomit, ein magnesiumhaltiges Karbonatgestein, besteht aus Calcium, Magnesiumcarbonat große Dolomit Formationen wie die Dolomiten in den Alpen entstanden aus alten Korallenriffen, die sich vor 250000000 Jahren im Tettis Ozean bildeten. Diese Berge sind verfestigte Überreste urzeitlichen Lebens, durchsetzt mit Magnesium.

11:29 Die industrielle Gewinnung von Magnesium erfolgt heute hauptsächlich durch 2 Verfahren, das elektrolytische Verfahren, bei dem Geschmolzenes Magnesiumchlorid bei etwa 700 Grad Celsius elektrolysiert, wird, an der Kathode scheidet sich flüssiges Magnesium ab, an der Anode entsteht Chlorgas. Das thermische Verfahren der Pidgeon Prozess reduziert Magnesiumoxid mit Silizium bei hohen Temperaturen im Vakuum.

12:00 Magnesiumdampf entsteht, kondensiert und wird als Metall gewonnen die Weltproduktion von Magnesium liegt bei etwa einer 1000000 Tonnen jährlich China produziert etwa 85% davon. Die wichtigsten Anwendungen sind Legierungen, Desoxidation von Stahl und die chemische Industrie. Magnesiumlegierungen sind bemerkenswert Magnesium ist mit einer Dichte von 1,74 Gramm pro Kubikzentimeter das leichteste strukturmetall, Aluminium hat 2,7, Titan, 4,5 stahl 7,8 Gramm pro Kubikzentimeter. Legierungen aus Magnesium mit Aluminium, Zink, Mangan oder Seltenen Erden sind extrem leicht und dennoch fest. Sie finden Verwendung in der Luft und Raumfahrt, in Automobilen, in Elektronikgehäusen. Die ersten Flugzeuge im Ersten

13:00 Weltkrieg verwendeten Magnesiumlegierungen, um Gewicht zu sparen. Moderne Kampfjets, Hubschrauber, Raumfahrzeuge enthalten erhebliche Mengen Magnesium. Die internationale Raumstation SSS Satelliten Trägerraketen nutzen Magnesiumlegierungen, das Metall hält extremen Temperaturschwankungen stand. Von -150 Grad in der Dunkelheit bis plus 150 Grad im Sonnenlicht des Weltraums in der Automobilindustrie setzt sich Magnesium langsam durch.

13:37 Lenkräder, Armaturenbretter, sitze, sogar Motorblöcke werden aus Magnesiumlegierungen gefertigt. Ein Kilogramm eingespartes Gewicht bedeutet geringeren Kraftstoffverbrauch, reduzierte Emissionen bei Elektrofahrzeugen, wo jedes Gramm zählt, um die Reichweite zu erhöhen, wird Magnesium zunehmend wichtiger, doch Magnesium birgt Herausforderungen.

14:04 Die Korrosionsbeständigkeit ist geringer als bei Aluminium oder Stahl. Salzwasser greift Magnesium an, spezielle Beschichtungen, Legierungszusätze und Oberflächenbehandlungen sind notwendig. Die Entflammbarkeit ist ein Sicherheitsrisiko magnesiumspäne Staub oder dünne Teile können sich entzünden strengste Vorkehrungen in der Verarbeitung sind erforderlich.

14:31 Trotzdem überwiegen die Vorteile in vielen Anwendungen. Laptops, Smartphones, Tablets mit Magnesiumgehäusen sind leicht, robust und leiten Wärme gut ab. Professionelle Kameras verwenden Magnesiumlegierungen für Gehäuse, die Stöße absorbieren und Elektronik schützen in der Medizin hat Magnesium vielfältige Anwendungen.

14:57 Magnesiumsulfat wird bei Präeklampsie, einer gefährlichen Schwangerschaftskomplikation, eingesetzt. Es senkt den Blutdruck, verhindert Krampfanfälle. Magnesiumhydroxid ist ein mildes Abführmittel und Antazidum, das Magensäure neutralisiert. Magnesiumcitrat wird als Nahrungsergänzungsmittel verwendet, um Mangelzustände zu beheben. Forschungen zeigen, dass Magnesium bei Migräne, Diabetes, Bluthochdruck und Osteoporose helfen kann. Kontrollierte Studien liefern Hinweise, dass eine ausreichende Magnesiumzufuhr das Risiko für Herz, Kreislauf, Erkrankungen senkt.

15:40 Die molekularen Mechanismen sind komplex, involvieren Dutzende biochemischer Pfade in der Chemie ist Magnesium Grundlage wichtiger Reaktionen. Griniar Reagenzien, organische Magnesiumverbindungen sind unverzichtbar in der organischen Synthese. Victor Griniar erhielt 1912 den Nobelpreis für Chemie für diese Entdeckung.

16:07 Griniarverbindungen ermöglichen die Bildung von Kohlenstoff, Kohlenstoffbindungen die Synthese komplexer Moleküle, Pharmazeutika, Kunststoffe. Magnesium spielt auch eine Rolle in der Geologie. Magmatische Gesteine wie Olivin, Pyroxen, Hornblende enthalten erhebliche Mengen Magnesium. Diese Mineralien sind Hauptbestandteile des Erdmantels, wenn ozeanische Kruste subduziert wird, trägt sie Wasser und Magnesiumverbindungen in den Mantel. Dort beeinflussen sie schmelzprozesse, Vulkanismus, die Bildung neuer Kruste, der Magnesiumkrei Kreislauf ist Teil der Plattentektonik, die das Gesicht der Erde formt. Im Universum entsteht Magnesium in Sternen in massereichen Sternen, die mehr als 8 mal so

17:03 viel Masse wie die Sonne haben, brennt nach dem Wasserstoff das Helium zu Kohlenstoff und Sauerstoff. Bei noch höheren Temperaturen fusionieren Kohlenstoff und Sauerstoff zu schwereren Elementen, darunter Magnesium. Wenn solch ein Stern als Supernova explodiert, schleudert er diese Elemente ins all, sie werden Teil interstellarer Wolken, aus denen neue Sterne und Planeten entstehen, unser Sonnensystem, die Erde in. Dein Körper enthalten Magnesium, das in Sternen geschmiedet wurde, die vor Milliarden Jahren explodierten. Jedes Magnesiumatom in deinen Knochen war einmal Teil eines als sterbenden Sterns, diese Verbindung zu den kosmischen Prozessen, die Elemente erschaffen, ist demütig und erhaben zugleich, die Zukunft

18:00 des Magnesiums ist vielversprechend. Forscher entwickeln Magnesiumbatterien als Alternative zu Lithium Ionen Batterien Magnesium ist häufiger, günstiger, sicherer. Magnesium Ionen tragen 2 Ladungen statt einer. Theoretisch kann eine Magnesiumbatterie mehr Energie speichern, technische Herausforderungen bleiben, aber Fortschritte werden erzielt magnesiumbasierte Legierungen für Implantate sind ein weiteres Forschungsfeld. Implantate aus Magnesiumlegierungen lösen sich langsam im Körper auf, werden absorbiert, eliminieren die Notwendigkeit einer zweiten Operation zur Entfernung. Knochen heilen das Implantat verschwindet, erste klinische Studien sind vielversprechend, die Extraktion von Magnesium aus Meerwasser ist praktisch

18:59 unbegrenzt. Die Ozeane enthalten etwa 1,8 Billionen Tonnen gelöstes Magnesium. Selbst bei massiv gesteigerter Produktion würde dies die Konzentration nicht messbar verändern, doch die Energiekosten der Extraktion und Verarbeitung sind erheblich effizientere, umweltfreundlichere Verfahren sind notwendig, hier schließt sich der Kreis zu unserer Verantwortung für die Erde. Magnesium, dieses Element, das Leben ermöglicht, das in Sternen geboren wurde, das durch unseren Planeten zirkuliert, erinnert uns daran, wie vernetzt alles ist. Die Pflanzen, die durch Magnesium Photosynthese betreiben, produzieren den Sauerstoff, den wir atmen, die Ozeane, die Magnesium speichern, regulieren das Klima. Die Gesteine, die Magnesium

19:57 enthalten, sind Teil der tektonischen Prozesse, die die Erdoberfläche erneuern. Unsere industrielle Nutzung von Magnesium, wie von allen Ressourcen muss nachhaltig sein, die Energie, die wir für die Gewinnung verwenden, sollte aus erneuerbaren Quellen stammen, das Recycling von Magnesiumlegierungen muss verbessert werden.

20:20 Derzeit wird nur ein Bruchteil recycelt, der Rest wird deponiert oder verbrannt. Magnesium kann jedoch nahezu verlustfrei wiederverwertet werden, die Technologie existiert, die wirtschaftlichen Anreize müssen folgen, ja die Erkenntnis, dass unsere Gesundheit von ausreichend Magnesium abhängt, dass unsere Technologie es benötigt.

20:46 Dass das Leben selbst auf Magnesium angewiesen ist, sollte uns demütig machen. Wir sind Teil der Kreisläufe dieses Planeten, nicht getrennt von ihnen das Magnesium in unseren Knochen stammt aus der Nahrung, die aus dem Boden wächst, der aus verwittertem Gestein entsteht, das einst im Erdinneren geschmolzen war, das aus Sternenstaub Kondensierte.

21:12 Wenn wir die Böden erschöpfen, reduzieren wir das Magnesium in unserer Nahrung. Wenn wir die Meere verschmutzen, beeinträchtigen wir die Organismen, die Magnesium in ihren Lebensprozessen nutzen, wenn wir den Klimawandel ignorieren, verändern wir die Kreisläufe, die Magnesium und andere Elemente durch die Biosphäre transportieren.

21:36 Das weiße Feuer des Magnesiums, das einst Fotografen blendete und Städte verbrannte, kann auch Symbol der Erkenntnis sein. Erkenntnis, dass jedes Element, jedes Atom, jedes Molekül Teil eines größeren Ganzen ist. Dass unsere Entscheidungen heute die Verfügbarkeit und Verteilung dieser Elemente für kommende Generationen beeinflussen. Magnesium lehrt uns Bescheidenheit vor der Komplexität der Natur und Verantwortung für unsere Rolle darin, dieses unscheinbare silberne Metall, das sich entzündet und mit blendender Helligkeit brennt, ist Schlüssel zum Leben, zur Technologie, zum Verständnis unseres Platzes im Universum.

22:24 Lass diese Gedanken mit dir sein, während du zur Ruhe kommst. Denke an die Magnesiumatome in deinem Körper, die in diesem Moment Enzyme aktivieren. Muskeln bewegen, dein Herz schlagen lassen. Erkenne die Verbindung zwischen dir und den Sternen, zwischen Vergangenheit und Zukunft, zwischen Wissen und Verantwortung. Schlafe nun mit dem Wissen, dass die Erde, die uns all diese Elemente schenkt, unser Schutz, unsere Fürsorge, unsere Liebe verdient.

23:00 Nur so können wir sicherstellen, dass das weiße Feuer des Magnesiums weiterhin leben erhält, statt es zu zerstören.