¿Qué es el nitrato de magnesio?
El nitrato de magnesio es un sólido inorgánico cuya fórmula química es Mg(NO3)2. Es un compuesto iónico formado por la unión de un catión magnesio Mg2+ y dos aniones nitrato NO3–.
El Mg(NO3)2 es un sólido blanco cristalino. Es muy higroscópico, es decir, absorbe agua del ambiente con facilidad. Al permanecer en contacto con el aire del entorno tiende a formar su hexahidrato Mg(NO3)2•6H2O.
El hexahidrato de nitrato de magnesio Mg(NO3)2•6H2O posee en su estructura cristalina 6 moléculas de agua por cada molécula de Mg(NO3)2. El nitrato de magnesio se encuentra en cavernas y minas como el mineral nitromagnesita.
El Mg(NO3)2 se obtiene comercialmente haciendo reaccionar el metal magnesio Mg con ácido nítrico HNO3.
Tiene muy variados usos, como en agricultura, como fertilizante, porque aporta elementos nutritivos para las plantas como el nitrógeno (N) y el magnesio (Mg).
Se utiliza en la industria de los fuegos artificiales o pirotecnia y también en la obtención de ácido nítrico concentrado. Se emplea en análisis químicos, en experimentos de física y en estudios médicos y científicos.
Estructura del nitrato de magnesio
El nitrato de magnesio anhidro está formado por un catión magnesio Mg2+ y dos aniones nitrato NO3–.
El ion magnesio Mg2+ posee la configuración electrónica: 1s2, 2s2 2p6, 3s0, pues ha cedido los dos electrones de la capa más externa (3s). Esta conformación es muy estable.
El ion NO3– posee una estructura plana y simétrica.
En la estructura del NO3– la carga negativa se distribuye continuamente entre los tres átomos de oxígeno.
Nomenclatura del nitrato de magnesio
- Nitrato de magnesio anhidro: Mg(NO3)2
- Nitrato de magnesio dihidratado: Mg(NO3)2•2H2O.
- Nitrato de magnesio hexahidratado: Mg(NO3)2•6H2O.
- Dinitrato de magnesio.
Propiedades del nitrato de magnesio
- Apariencia. Mg(NO3)2 anhidro: sólido blanco, cristales cúbicos. Mg(NO3)2 dihidratado: sólido blanco cristalino. Mg(NO3)2 hexahidratado: sólido incoloro, cristales monoclínicos.
- Peso molecular. Mg(NO3)2 anhidro: 148,31 g/mol. Mg(NO3)2 hexahidratado: 256,41 g/mol.
- Punto de fusión. Mg(NO3)2 hexahidratado: 88,9 °C.
- Punto de ebullición. Mg(NO3)2 hexahidratado: no hierve, se descompone a 330 °C.
- Densidad. Mg(NO3)2 anhidro: 2,32 g/cm3. Mg(NO3)2 dihidratado: 1,456 g/cm3. Mg(NO3)2 hexahidratado: 1,464 g/cm3
- Solubilidad. El nitrato de magnesio anhidro es muy soluble en agua: 62,1 g/100 mL a 0 °C; 69,5 g/100 mL a 20 °C. Además es muy higroscópico, al estar en contacto con el aire rápidamente forma el hexahidrato. El Mg(NO3)2 dihidratado también es muy soluble en agua y en etanol. Es higroscópico. El Mg(NO3)2 hexahidratado igualmente es muy soluble en agua. Es moderadamente soluble en etanol. Es el más estable de los tres en contacto con el aire, esto es, de los tres es el que menos absorbe agua del ambiente.
- Efecto del calentamiento. Al someter una solución acuosa de Mg(NO3)2 a evaporación del agua, la sal que cristaliza es el hexahidrato: Mg(NO3)2•6H2O. Hexahidrato significa que en el sólido cada molécula de Mg(NO3)2 está unida a 6 moléculas de agua. Existe también el dihidrato Mg(NO3)2•2H2O, en el cual el Mg(NO3)2 sólido está unido a 2 moléculas de agua. Calentando el hexahidrato Mg(NO3)2•6H2O no se obtiene la sal anhidra, pues el nitrato de magnesio posee una alta afinidad por el agua. Por esta razón, al calentarlo por encima de su punto de fusión, forma al principio una sal mixta de nitrato e hidróxido de magnesio Mg(NO3)2•4Mg(OH)2. Esta sal mixta, al llegar a 400 °C, se descompone a óxido de magnesio MgO y se desprenden gases de óxidos de nitrógeno.
Obtención del nitrato de magnesio
Se puede preparar haciendo reaccionar carbonato de magnesio MgCO3 con ácido nítrico HNO3, desprendiendo dióxido de carbono CO₂:
MgCO3 + 2 HNO3 → Mg(NO3)2 + CO₂↑ + H₂O
También se puede obtener con hidróxido de magnesio Mg(OH)2 y ácido nítrico:
Mg(OH)2 + 2 HNO3 → Mg(NO3)2 + 2 H₂O
Comercialmente, se obtiene de varias formas:
- Haciendo reaccionar el metal magnesio Mg con ácido nítrico HNO3.
- Mediante la reacción del óxido de magnesio MgO con ácido nítrico HNO3.
- Uniendo hidróxido de magnesio Mg(OH)2 y nitrato de amonio NH4NO3, formándose el nitrato de magnesio con desprendimiento de amoníaco NH3.
Ubicación del nitrato de magnesio en la naturaleza
El Mg(NO3)2 hexahidratado se encuentra naturalmente en minas y cuevas o cavernas en forma del mineral nitromagnesita.
Este mineral está presente cuando el guano entra en contacto con rocas ricas en magnesio. El guano es el material resultante de los excrementos de aves marinas y focas en ambientes muy secos.
Usos del nitrato de magnesio
- Agrícola. Este compuesto es un fertilizante, pues aporta nitrógeno (N), uno de los tres elementos básicos requerido por las plantas, y magnesio (Mg), un componente secundario también importante para estas. De esta forma se usa con otros ingredientes en invernaderos y en cultivo hidropónico. Este último consiste en hacer crecer las plantas en una solución acuosa con sales fertilizantes en lugar de suelo.
- Industria química. También se emplea como catalizador en la obtención de compuestos petroquímicos. Permite ajustar la viscosidad en ciertos procesos. El nitrato de magnesio anhidro es un agente deshidratante. Se emplea por ejemplo para la obtención de ácido nítrico concentrado, pues elimina el agua y concentra los vapores ácidos hasta un 90-95% de HNO3. Se utiliza para recubrir el nitrato de amonio y permitir la formación de perlas de dicho material comprimido.
- Pirotecnia. El nitrato de magnesio anhidro se utiliza para la fabricación de fuegos artificiales.
- Tintas. Tiene utilidad en la formulación de tintas, tóner (polvo negro utilizado en sistemas de fotocopiado) y productos colorantes. Sirve como estándar de magnesio en química analítica.
- Experimentos de física. La sal de nitrato de magnesio y cerio Mg(NO3)2•Ce(NO3)3 es de interés en experimentos de física a bajas temperaturas, pues se emplea como refrigerante en experimentos de desmagnetización adiabática (sin transferencia de calor). Dicha sal de magnesio y cerio se ha usado para establecer los niveles de temperaturas extremadamente bajas de la escala de Kelvin (cercanas al cero absoluto).
- En estudios recientes. Varios investigadores han utilizado Mg(NO3)2 en composiciones con polímeros sintéticos y naturales para aumentar la conductividad en baterías de ion magnesio. Se ha investigado también en la construcción de supercondensadores para el almacenamiento de energía de alta potencia.
- En estudios sobre enfermedades. Se ha administrado nitrato de magnesio a ratas de laboratorio con hipertensión arterial y se encontró que disminuye efectivamente la presión sanguínea y atenúa o suaviza los efectos de las complicaciones de esta enfermedad. Además, ha demostrado efectos protectores contra desórdenes neurológicos y contra la muerte en ratas durante procesos de taponamiento de la arteria carótida.
Referencias
- Qian, M. Extraordinary Porous Few-Layer Carbons of High Capacitance from Pechini Combustion of Magnesium Nitrate Gel. ACS Appl. Mater Interfaces. Recuperado de ncbi.nlm.nih.gov.
- Manjuladevi, R. A study on blend polymer electrolyte based on poly(vynil alcohol)-poly(acrylonitrile) with magnesium nitrate for magnesium battery. Ionics. Recuperado de link.springer.com.
- Vilskerts R. Magnesium nitrate attenuates blood pressure rise in SHR rats. Magnes Res. Recuperado de ncbi.nlm.nih.gov.
- Kirk-Othmer. Encyclopedia of Chemical Technology. Volume 1. Fourth Edition. John Wiley & Sons.
- Magnesium Nitrate. Recuperado de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.