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Magnésium
Pour les articles homonymes, voir Mg.Le magnésium est un élément chimique, de symbole Mg et de numéro atomique 12.
Le magnésium est un métal alcalino-terreux. C'est le huitième élément le plus abondant de la croûte terrestre, le troisième métal derrière l'aluminium et le fer. C'est aussi le troisième composant des sels dissous dans l'eau de mer.
Sommaire
Histoire
Le nom magnésium provient du nom grec d'un district de Thessalie appelé Magnesia. Cette ville était extrêmement riche en magnésium et ce sous différentes formes.
En Angleterre, Joseph Black reconnut le magnésium comme un élément en 1755, et Humphry Davy isola la forme métallique pure par électrolyse en 1808 à partir d'un mélange de magnésie et d'oxyde de mercure HgO.
Caractéristiques
Le magnésium, métal possédant de faibles caractéristiques mécaniques, est très léger (un tiers plus léger que l'aluminium); d'aspect blanc-argenté, il se ternit légèrement une fois exposé à l'air par formation d'un oxycarbonate.
En solution, il forme des ions Mg2+. Les sels de magnésium sont très solubles dans l'eau. Le carbonate précipite (dureté magnésienne).
Il s'enflamme difficilement sous forme de bloc, mais très facilement s'il est réduit en petits copeaux ou en ruban. En poudre, ce métal s'échauffe et s'enflamme spontanément par oxydation avec l'oxygène de l'air. Il brûle avec une flamme blanche très lumineuse, d'où son utilisation pour les flashs ou lampes-éclairs aux débuts de la photographie et utilisées pendant des décennies sous formes d'ampoules à usage unique. Cependant, la production de lumière ultraviolette lors de la combustion du magnésium rend dangereuse son observation directe. Les premières lampes flash étaient des fins fils de magnésium qui s'enflammaient suite à une étincelle électrique.
Utilisation
Industrie
Le magnésium est principalement utilisé dans les alliages aluminium-magnésium. On l'utilise aussi pour faciliter l'élimination du soufre dans la métallurgie du fer et des aciers. Il permet la fabrication de fonte à graphite sphéroïdal, dans laquelle le graphite se trouve sous forme de nodules (sphéroïdes).
Le magnésium est largement employé dans les alliages à base d'aluminium destinés à la déformation plastique, servant à la fabrication de profilés ou des canettes de boissons, qui en consomme des quantités importantes.
La légèreté du magnésium et ses caractéristiques mécaniques le rendent précieux pour des usages particuliers comme la réalisation de petites mallettes résistantes, de boîtiers d'ordinateurs portables ou d'appareils photo haut de gamme. Utilisés principalement dans l'aéronautique, les alliages de magnésium commencent à s'étendre dans d'autres secteurs d'activités, notamment dans l'industrie automobile où la politique est actuellement de minimiser le poids des véhicules afin de réduire la consommation en carburant. Cependant, l'élaboration de ces alliages à base magnésium est difficile et dangereuse puisque le magnésium finement divisé (gouttelettes de magnésium liquide, poudre de magnésium) peut s'enflammer ou exploser au contact avec l'atmosphère ou de l'eau.
Le magnésium est également utilisé comme réactif dans les industries chimiques et pharmaceutiques.
Des alliages à base de magnésium servent aussi pour réaliser des pièces moulées pour les automobiles et les machines.
Des alliages magnésium-calcium sont utilisés dans la métallurgie du plomb (pour le débismuthage).
L'oxydation du magnésium, fortement exothermique, peut fournir de l'énergie afin de réchauffer un plat. Le principe de cette utilisation comme chauffe-plat est brevetée aux États-Unis depuis 1981.
Des composés du magnésium, principalement la magnésie MgO, sont employés comme matériau réfractaire pour le garnissage de fours (verre, ciment), dans la métallurgie du fer, de l'acier ou d'autres métaux non-ferreux.
La magnésie et d'autres composés sont employés dans les industries chimiques et du bâtiment, ainsi que dans le sport, notamment en gymnastique et en escalade. Dans l'agriculture, le caractère basique de la magnésie est utilisé pour l'amendement des sols.
Les propriétés explosives du magnésium en font l'une des huit matières premières stratégiques considérées comme indispensables en temps de guerre comme en temps de paix[1].
Médecine
Le magnésium, sous forme d'hydrate, d'oxyde hydraté, de carbonate, de chlorure et d'autres sels encore, est très utilisé en médecine et en pharmacie. L'ion magnésium Mg2+ joue un rôle très important dans l'équilibre ionique du corps humain et doit donc être présent dans l'alimentation tout comme le calcium. Au niveau des équilibres hydriques du corps, l'ion Mg2+ est à l'ion Ca2+ ce que l'ion K+ est au Na+.
De nombreux troubles peuvent être consécutifs à un manque de magnésium : dépression et angoisse, diabètes, spasmes musculaires, crampes, troubles cardio-vasculaires, pression artérielle élevée et ostéoporose. Il participe activement à la transmission des influx nerveux entre les neurones. L'apport recommandé quotidien est estimé à 300 mg de magnésium par jour (le double pour les sportifs ou les femmes enceintes) ou encore 6 mg/kg de poids corporel.
L’hydroxyde de magnésium (Mg(OH)2), obtenu en faisant réagir l’hydroxyde de sodium sur un sel de magnésium (le chlorure ou l'acétate par exemple), est employé en médecine pour traiter les aigreurs d'estomac (sous forme de lait de magnésie, nom commercial Maalox ou Rennie). La prise de supplément de magnésium est courante, sous forme de solution de chlorure de magnésium (MgCl2), de sachets de carbonate (MgCO3) ou sous toutes les formes galéniques proposées en pharmacie. En supplémentation, on prend quelque 100 à 300 mg de Mg, ce qui équivaut à quelques grammes de sels de magnésium par jour.
Le corps ne produit pas de magnésium mais au contraire il en consomme plus ou moins vite suivant l'activité physique et le stress. Il doit donc le puiser dans l'alimentation au quotidien et dans des compléments de cette alimentation si nécessaire. La consommation excessive de magnésium est éliminée naturellement par l'organisme dans les urines. Le magnésium ne s'accumule donc pas. L'ingestion de grandes quantités de magnésium provoque un effet laxatif, voire se solde par de la diarrhée, ainsi le sel anglais (sulfate hydraté de magnésium) ou le chlorure de magnésium peuvent être pris pour purger. Dans ce cas, le magnésium reste dans l'intestin et provoque un appel d'eau par effet osmotique. La petite fraction de magnésium absorbée est efficacement éliminée par filtration rénale chez l'adulte en bonne santé. L'empoisonnement par excès de magnésium peut exister chez l'enfant et dans le cas de personne souffrant d'insuffisance rénale.
Sources alimentaires de magnésium
(les quantités correspondent à une portion de 100 g)
- sel de Nigari, un extrait naturel de sel marin (57% de chlorure de magnésium, sur extraits secs, ce qui donne environ 57g source).
- les fruits de mer (à l'exception des bigorneaux) en contiennent 410 mg, c'est sans aucun doute l'aliment le plus riche en magnésium.
- ils sont suivis de près par la mélasse (de 197 à 242 mg),
- le cacao (avec 150 à 400 mg)
- les céréales complètes (contenant de 100 à 150 mg). Par contre les polysaccharides et les acides phytiques qu'ils contiennent nuisent à leur absorption, surtout dans le cas du pain complet à la levure de boulanger ou à la levure chimique, mais pas dans le cas du pain complet au levain qui détruit partiellement ces acides.
- la caroube en contient environ 55 mg,
- les épinards de 50 à 100 mg, mais ils contiennent aussi de l'acide oxalique qui gêne également leur assimilation.
- enfin, le poisson, les abats et les céréales blutées contiennent de 25 à 50 mg de magnésium.[2]
Quelques autres aliments contenant du magnésium : Légumes verts, sarrasin, fèves, amandes, banane.
Rôle biologique
Le magnésium au niveau du corps humain sert à :
- la formation des os et des dents, avec le calcium et le phosphore
- favorise la fixation du calcium sur l'os
- action sur la croissance
- la transmission de l'influx nerveux
- la contraction musculaire, rythme cardiaque
- contribue aux mécanismes de défense immunitaire
- lutte contre le stress, effet sédatif (relaxant musculaire)
- à forte concentration, lutte contre la constipation par action osmotique et stimulation motrice locale
- lutte contre la lithiase oxalo-calcique
- anti-allergique
- anti-inflammatoire
- anti-agrégant plaquettaire (rôle protecteur contre les thromboses)
- radioprotecteur
- régulateur thermique
- catalyse de nombreuses réactions métaboliques (catalyse enzymatique, synthèses glycogénique et protéique, transfert du phosphate, ...)
Signes de carence en magnésium (hypomagnésémie) :
- hyperexcitabilité neuro-musculaire : crises de tétanie se caractérisant par la contracture des membres supérieurs (mains d'accoucheur) et du visage ;
- les manifestations chroniques sont le signe de Chvostek (= la percussion de la bouche provoque une contracture de la lèvre supérieure) et le signe de Trousseau (= un garrot au niveau du bras provoque une contracture de la main) ;
- troubles immunologiques ;
- atteintes cardio-vasculaires et, dans les cas extrêmes, infarctus ;
- fatigabilité musculaire ;
- troubles digestifs : diarrhées, nausées et anorexie ;
- irritabilité, nervosité, insomnie ;
- crampes, tremblements ;
- myoclonies (= contractions musculaires brèves et involontaires, entraînant ou non un mouvement) ;
- syndrome confusionnel ;
- crises comitiales (= crises d'épilepsie) le plus souvent convulsives ;
- problèmes au cours de la gestation, pour la mère et le fœtus.
- dérèglement du système thermique du corps (en plein été, on a la sensation qu'il fait terriblement froid)
Signes d'hypermagnésémie :
- hypotension ;
- bradycardie ;
- nausées, vomissements ;
- fatigabilité musculaire ;
- hyporéflexie ou aréflexie ;
- hypotonie musculaire, somnolence ;
- syndrome confusionnel ;
- coma, arrêt cardiaque.
Note : L'hypermagnésémie est pratiquement toujours d'origine iatrogène (= due à un médicament).
Végétaux
Le magnésium constitue l'un des éléments de base de la chlorophylle, où il joue un rôle analogue à celui du fer dans l'hémoglobine du sang.
Gisements et production du métal
On trouve du magnésium partout sur la planète, sous différentes formes (magnésite, dolomite, carnallite). On peut extraire le magnésium de la dolomite par exemple (comme dans les Pyrénées, où se trouvait une usine Pechiney de production de magnésium par électrométallurgie, procédé Magnétherm). On peut également extraire le magnésium de l'eau de mer (teneur : 1,3 kg/m3), voire dans certains lacs qui peuvent en contenir jusqu'à 35 kg/m3.
Les principaux producteurs de magnésium sont la Russie, la Chine et la Corée du Nord (chacun responsable d'environ 20 % de la production mondiale).
À partir des différents minerais ou saumures contenant du magnésium, sous forme de chlorure, de carbonate, d'oxyde, le métal est extrait par des procédés du type électrolyse ou électrométallurgie
Voir aussi
Articles connexes
Liens externes
- L'intoxication au magnésium sur Urgences-Online
- Une vidéo sur la combustion du magnésium
- (en) Images de magnésium sous différentes formes
- Nouveau procédé pour colorer des alliages à base de magnésium (Bulletin ADIT Japon / AIST - 26/08/2009)
Notes et références
- ↑ Avec le germanium (électronique avancée) ; titane (sous-marins de chasse, alliage extrêmement résistant ; platine (contacts aussi conducteurs que l'or pour l'aviation, circuits avec contacts rapides) ; mercure (chimie nucléaire, instruments de mesure) ; molybdène (acier) ; cobalt (chimie nucléaire) ; colombium (alliages spéciaux extrêmement rares). (Christine Ockrent, comte de Marenches, Dans le secret des princes, éd. Stock, 1986, p; 193.)
- ↑ La diététique en question - Le magnésium
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