بيروكسيد المغنيسيوم

بيروكسيد المغنيسيوم (MgO₂ ₎ مسحوق بيروكسيد ناعم عديم الرائحة ، لونه أبيض إلى أبيض مصفر. وهو مشابه لبيروكسيد الكالسيوم ، إذ يُطلق بيروكسيد المغنيسيوم الأكسجين أيضاً عند تحلله بالماء بمعدل مُتحكم فيه. يُباع بيروكسيد المغنيسيوم تجارياً غالباً على شكل مُركب من بيروكسيد المغنيسيوم وهيدروكسيد المغنيسيوم .

يتمتع الأكسجين (O₂ ₎ ، على غرار النيتروجين (N₂ ₎ ، بالقدرة على الارتباط إما جانبيًا أو طرفيًا. وقد حُسبت بنية أكسيد المغنيسيوم (MgO₂) على أنها مثلثية الشكل، حيث يرتبط جزيء الأكسجين (O₂ _{) جانبيًا بالمغنيسيوم} . وينتج هذا الترتيب عن تبرع أيون المغنيسيوم (Mg⁺ ⁾ بشحنته إلى الأكسجين، مما يُكوّن رابطة Mg²⁺O₂²⁻ ^{. وتبلغ} طاقة تفكك الرابطة بين الأكسجين _وذرة المغنيسيوم حوالي 90 كيلوجول/ ^{مول . [ 1} ]

في الحالة الصلبة، يمتلك أكسيد المغنيسيوم (MgO₂ _{) بنية بلورية مكعبة من نوع البيريت} ^، مع أيونات Mg²⁺ سداسية التناسق ومجموعات بيروكسيد O₂²⁻ ^، وذلك وفقًا للبيانات التجريبية _[ ^{2 ] وتوقعات} البنية البلورية التطورية ^{[ 3 ]} ، حيث تتوقع الأخيرة حدوث تحول طوري عند ضغط 53 جيجا باسكال إلى بنية رباعية مع أيونات Mg²⁺ ثمانية التناسق ^. وبينما يُعدّ MgO₂ مركبًا شبه مستقر في الظروف العادية ₍ أقل استقرارًا من 2MgO + O₂ ₎ ، فإنه يُتوقع أن يصبح مستقرًا ديناميكيًا حراريًا في الطور الرباعي عند ضغوط أعلى من 116 جيجا باسكال. وقد تم تأكيد هذا التوقع النظري تجريبيًا من خلال التخليق في خلية سندان ماسية مُسخّنة بالليزر ^{[ 4 ] .}

يمكن إنتاج ثاني أكسيد المغنيسيوم (MgO₂ ₎ بمزج أكسيد المغنيسيوم مع بيروكسيد الهيدروجين لإنتاج بيروكسيد المغنيسيوم والماء. ولأن هذا التفاعل طارد للحرارة، يجب تبريده والحفاظ على درجة حرارته بين 30 و40 درجة مئوية. من المهم أيضًا إزالة أكبر قدر ممكن من الحديد من بيئة التفاعل نظرًا لقدرة الحديد على تحفيز تحلل البيروكسيد. يمكن أيضًا استخدام مثبتات الأكسجين، مثل سيليكات الصوديوم، للمساعدة في منع التحلل المبكر للبيروكسيد. مع ذلك، فإن نسبة المردود الجيد لهذا التفاعل لا تتجاوز 35%. ^{[ 5 ]}

MgO + _H₂O₂ → _MgO₂ + _H₂O​_​

وتزداد الأمور تعقيداً بسبب حقيقة أن MgO ₂ يتفاعل مع الماء لتحليل البيروكسيد إلى هيدروكسيد المغنيسيوم ، المعروف أيضاً باسم حليب المغنيسيا.

بيروكسيد المغنيسيوم مركب مستقر يُطلق الأكسجين ، ويُستخدم في الصناعات الزراعية والبيئية . يُستخدم لخفض مستويات الملوثات في المياه الجوفية . كما يُستخدم في المعالجة الحيوية للتربة الملوثة ، ويُحسّن جودتها لنمو النباتات وعملياتها الحيوية . ويُستخدم أيضًا في صناعة الاستزراع المائي للمعالجة الحيوية.

لأغراض التعقيم، يُستخدم بيروكسيد المغنيسيوم غالبًا كمصدر للأكسجين للكائنات الحية الهوائية في معالجة النفايات البيولوجية والتخلص منها. ولأن تحلل الهيدروكربونات في التربة يكون عادةً أسرع في الظروف الهوائية، يمكن أيضًا إضافة MgO₂ إلى _أكوام السماد أو إلى التربة لتسريع نشاط الميكروبات وتقليل الروائح الناتجة عن هذه العملية. ^{[ 6 ]}

في بعض الحالات ، ثبت أن ثاني أكسيد المغنيسيوم (MgO₂ _{) يثبط نمو البكتيريا. وعلى وجه الخصوص، يمكن تثبيط نمو} البكتيريا المختزلة للكبريتات في بيئة تحتوي على بيروكسيد المغنيسيوم. وبينما يتفكك الأكسجين ببطء، يُفترض أنه قد يعمل بعد ذلك على إزاحة الكبريتات التي تعمل عادةً كمستقبل نهائي للإلكترونات في سلسلة نقل الإلكترون الخاصة بها. ^{[ 7 ]}

يُعد بيروكسيد المغنيسيوم مادة مهيجة قد تُسبب احمرارًا وحكةً وتورمًا، وقد تُسبب حروقًا في الجلد والعينين عند ملامستها. كما يُمكن أن يُسبب استنشاقها تهيجًا في الرئتين والأنف والحلق، بالإضافة إلى السعال. وقد يؤدي التعرض طويل الأمد لها إلى تلف الرئتين وضيق التنفس والشعور بضيق في الصدر. أما ابتلاع ثاني أكسيد المغنيسيوم (MgO₂ ₎ فيُمكن أن يُسبب العديد من الآثار الجانبية، بما في ذلك: الانتفاخ، والتجشؤ، وآلام البطن، وتهيج الفم والحلق، والغثيان، والقيء، والإسهال. ^{[ ٨ ] [ ٩ ]}

من الناحية البيئية، لا يُعد بيروكسيد المغنيسيوم مركباً طبيعياً، ولا يُعرف عنه أنه يبقى في البيئة لفترات طويلة، أو أنه في حالته الكاملة، أو أنه يتراكم بيولوجياً. يؤدي التحلل الطبيعي لـ MgO₂ _إلى إنتاج هيدروكسيد المغنيسيوم، والأكسجين _، والماء . في حال انسكاب MgO₂، _{يجب احتواؤه} وعزله عن أي مجاري مائية، ومصارف الصرف الصحي، كما يجب عزله عن المواد القابلة للاشتعال أو المواد الكيميائية، بما في ذلك الورق والقماش والخشب. ^{[ 6 ]}

يوجد المغنيسيوم في طبقات الجو العليا بأشكال جزيئية متنوعة. ونظرًا لقدرته على التفاعل مع الأكسجين العادي ومركبات الكربون والأكسجين البسيطة، فقد يوجد المغنيسيوم في مركبات مؤكسدة ^تشمل _MgO₂ ^و OMgO₂ و _MgO و _{O₂MgO₂ .} [ ¹⁰ ]

MgCO₃ ₊ O → _MgO₂ + _CO₂

OMgO ₂ + O → MgO ₂ + O ₂

MgO + O ₃ → MgO ₂ + O ₂

MgO ₂ + O ₂ → O ₂ MgO ₂

MgO ₂ + O → MgO + O ₂

عند ملامسته للماء، يتحلل بفعل التفاعلات التالية:

MgO ₂ + 2 H ₂ O → Mg(OH) ₂ + H ₂ O ₂

2H₂O₂ → _2H₂O + _O₂​​_​