แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์

แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ (อังกฤษ: magnesium hydroxide) เป็นสารประกอบอนินทรีย์ซึ่งมีสูตรเคมี Mg(OH)₂ และมีอยู่ตามธรรมชาติโดยเป็นแร่บรูไซต์ (brucite) เป็นของแข็งสีขาวละลายน้ำได้น้อย (K_sp=5.61×10⁻¹²) เป็นองค์ประกอบสามัญของยาลดกรด เช่น มิลก์ออฟแมกนีเซีย (milk of magnesia) พร้อมทั้งยาระบาย

แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์
ชื่อตาม IUPAC	Magnesium hydroxide
ชื่ออื่น	Milk of magnesia
เลขทะเบียน
เลขทะเบียน CAS	[1309-42-8]^[CAS]
PubChem	14791
EC number	215-170-3
ChEBI	6637
RTECS number	OM3570000
SMILES	[Mg+2].[OH-].[OH-]
InChI	1/Mg.2H2O/h;2*1H2/q+2;;/p-2
Gmelin Reference	485572
ChemSpider ID	14107
คุณสมบัติ
สูตรเคมี	Mg(OH)2
มวลต่อหนึ่งโมล	58.3197 ก./โมล
ลักษณะทางกายภาพ	ของแข็งสีขาว
กลิ่น	ไร้กลิ่น
ความหนาแน่น	2.3446 ก./ซม^3
จุดหลอมเหลว	350 °C, 623 K, 662 °F
ความสามารถละลายได้ ใน น้ำ	0.00064 ก./100 มล. (25 องศาเซลเซียส) 0.004 ก./100 มล. (100 องศาเซลเซียส)
Solubility product, Ksp	5.61×10^−12
Magnetic susceptibility (χ)	−22.1·10^−6 ซม.^3/mol
ดัชนีหักเหแสง (nD)	1.559
โครงสร้าง
โครงสร้างผลึก	รูปหกเหลี่ยม, hP3
Space group	P3m1 No. 164
Lattice constant
อุณหเคมี
Std enthalpy of formation ΔfH^o298	−924.7 kJ·mol^−1
Standard molar entropy S^o298	64 J·mol^−1·K^−1
ความจุความร้อนจำเพาะ	77.03 J/mol·K
ความอันตราย
NFPA 704	0 1 0
จุดวาบไฟ	ไม่ไวไฟ
LD50	8500 ม.ก./กก. (หนู, ทางปาก)
สารประกอบอื่นที่เกี่ยวข้องกัน
แอนไอออนที่เกี่ยวข้อง
แคทไอออนที่เกี่ยวข้อง
หากมิได้ระบุเป็นอื่น ข้อมูลข้างต้นนี้คือข้อมูลสาร ณ ภาวะมาตรฐานที่ 25 °C, 100 kPa
สถานีย่อย:เคมี

การปรุง

การผสมเกลือแมกนีเซียมหลายอย่างกับน้ำด่างจะทำให้ Mg(OH)₂ ตกตะกอนเป็นของแข็ง คือ

Mg²⁺ + 2 OH⁻ → Mg (OH)₂

การผลิตในระดับอุตสหากรรมจะผสมน้ำทะเลกับแคลเซียมไฮดรอกไซด์ (น้ำปูนใส คือ Ca(OH)₂) น้ำทะเล 600 ลูกบาศก์เมตรจะได้ Mg(OH)₂ ประมาณหนึ่งตัน เพราะ Ca(OH)₂ ละลายในน้ำได้ดีกว่า Mg(OH)₂ จึงตกตะกอน คือ

Mg²⁺ + Ca(OH)₂ → Mg(OH)₂ + Ca²⁺

การใช้

สารตั้งต้นของ MgO

Mg(OH)₂ โดยมากที่ผลิตในระดับอุตสาหกรรม และส่วนน้อยอีกจำนวนหนึ่งที่ได้จากเหมืองแร่ จะแปรเป็นแมกนีเซียมออกไซด์ (MgO) หรือแมกนีเซีย ซึ่งมีค่าเพราะนำไฟฟ้าไม่ได้แต่นำความร้อนได้ดีเยี่ยม

อนามัย

เมแทบอลิซึม

เมื่อคนไข้ทานยาแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ สารแขวนลอยในยาจะเข้าไปในกระเพาะ ขึ้นอยู่กับว่าทานมากแค่ไหน ผลที่เป็นไปได้จะมีสองอย่าง

เมื่อทานเป็นยาลดกรด ขนาดที่ใช้จะราว ๆ 0.5-1.5 กรัมในผู้ใหญ่ และมีฤทธิ์ทำให้กรดในกระเพาะกลายเป็นกลางโดยตรง คือ ไอออนไฮดรอกไซด์จาก Mg(OH)₂ จะรวมกับไอออน H⁺ จากกรดไฮโดรคลอริกซึ่งสร้างโดยเซลล์ parietal ในกระเพาะแล้วกลายเป็นน้ำ

เมื่อทานเป็นยาระบาย ขนาดที่ใช้จะราว ๆ 2-5 กรัม และออกฤทธิ์หลายอย่าง อย่างแรก เพราะ Mg²⁺ ดูดซึมออกจากทางเดินอาหารได้ไม่ดี ดังนั้น มันจึงดึงน้ำจากเนื้อเยื่อรอบ ๆ ผ่านกระบวนการออสโมซิส ซึ่งไม่เพียงแค่เพิ่มน้ำที่ทำให้อุจจาระนิ่ม แต่ยังเพิ่มปริมาตรของอุจจาระในลำไส้ (intraluminal volume) ซึ่งกระตุ้นให้ลำไส้บีบตัว (motility) โดยธรรมชาติ อนึ่ง Mg²⁺ เป็นเหตุให้ร่างกายหลั่งฮอร์โมนเพปไทด์ cholecystokinin (CCK) ซึ่งทำให้ช่องทางเดินอาหารสะสมน้ำ อิเล็กโทรไลต์ และเพิ่มการบีบตัวของลำไส้ แม้บางที่อาจอ้างไอออนไฮดรอกไซด์ว่ามีฤทธิ์ด้วย แต่มันก็ไม่มีบทบาทสำคัญต่อฤทธิ์ระบายของแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ เพราะสารละลายที่เป็นด่าง (คือสารละลายไอออนไฮดรอกไซด์) ไม่มีฤทธิ์ระบาย ส่วนสาระละลาย Mg²⁺ ที่เป็นกรด เช่นแมกนีเซียมซัลเฟต (MgSO₄) จะมีฤทธิ์ระบายอย่างมีกำลังโดยเทียบกันได้โมลต่อโมล

ลำไส้ดูดซึมแมกนีเซียมจากแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์เพียงแค่เล็กน้อย ยกเว้นเมื่อร่างกายขาดแมกนีเซียม อย่างไรก็ดี ไตเป็นอวัยวะหลักที่ขับแมกนีเซียมออก ดังนั้น โดยทฤษฎี ผู้ที่มีไตวายที่ใช้ยาเป็นประจำทุกวันนาน ๆ อาจเกิดสภาวะแมกนีเซียมเกินในเลือด (hypermagnesemia) ยาที่ไม่ได้ดูดซึมจะขับออกทางอุจจาระ ส่วนที่ดูดซึมจะขับออกทางปัสสาวะอย่างรวดเร็ว

ประวัติ

ในปี 1818 นักประดิษฐ์ชาวอเมริกัน John Callen ได้รับสิทธิบัตรเพื่อแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ ในปี 1829 แพทย์ชาวอังกฤษ (Sir James Murray) ได้ใช้ "สารละลายเข้มข้นประกอบด้วยแมกนีเซีย" เพื่อรักษาอาการปวดท้องของข้าหลวงใหญ่แห่งไอร์แลนด์ (Marquis of Anglesey) ซึ่งประสบความสำเร็จ (ดังที่ได้โฆษณาในออสเตรเลียและรับรองโดยราชวิทยาลัยศัลยแพทย์ในปี 1838) จนกระทั่งหมอได้รับตำแหน่งเป็นแพทย์ประจำข้าหลวงใหญ่แห่งไอร์แลนด์ 3 ท่าน แล้วต่อมาได้รับสถาปนาให้เป็นอัศวิน ผลิตภัณฑ์ของเขาต่อมาได้สิทธิบัตร 2 ปีหลังจากเขาเสียชีวิตในปี 1873

ส่วนคำว่า มิลก์ออฟแมกนีเซีย (นมแมกนีเซีย) เภสัชกรชาวอังกฤษ คือ Charles Henry Phillips ได้ใช้เป็นครั้งแรกในปี 1872 เป็นสารแขวนลอยแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ในน้ำที่มีความเข้มข้นเชิงมวล (mass concentration) ราว 8%w/v ซึ่งขายในยี่ห้อ Phillips' Milk of Magnesia เป็นยา

แม้บริษัท GlaxoSmithKline ครั้งหนึ่งอาจจะเป็นเจ้าของชื่อการค้า "Milk of Magnesia" และ "Phillips' Milk of Magnesia" แต่ทะเบียนของสำนักงานสิทธิบัตรและเครื่องหมายการค้าสหรัฐ (USPTO) ก็แสดงว่า ชื่อทั้งสอง อยู่ในกรรมสิทธิ์ของบริษัท Bayer ตั้งแต่ปี 1995 ในสหราชอาณาจักร ชื่อสามัญของ "Milk of Magnesia" และ "Phillips' Milk of Magnesia" ก็คือ "Cream of Magnesia" (ครีมแมกนีเซีย)

ยาและผลิตภัณฑ์รักษาความสะอาด

แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์วางตลาดขายเป็นยาเคี้ยวได้ ยาแคปซูล ยาน้ำโดยเป็นสารแขวนลอย โดยบางครั้งจะมีรสต่าง ๆ เป็นยาลดกรดเพื่อทำกรดกระเพาะอาหารให้เป็นกลาง บรรเทาอาหารไม่ย่อย และอาการแสบร้อนกลางอก เป็นยาระบายเพื่อบรรเทาอาการท้องผูก เมื่อใช้เป็นยาลดกรด ฤทธิ์ทางออสโมซิสของแมกนีเซียจะดึงน้ำออกจากร่างกาย การทานยาเป็นจำนวนมากอาจทำให้ท้องร่วง ทำให้ร่างกายหมดโพแทสเซียม และบางครั้งทำให้เป็นตะคริว

ผลิตภัณฑ์แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์บางอย่างที่ขายเพื่อลดกรด (เช่นยี่ห้อ Maalox) จะใช้สูตรซึ่งลดฤทธิ์ระบายที่ไม่ต้องการโดยผสมกับอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ซึ่งยับยั้งการบีบตัวของกล้ามเนื้อเรียบในทางเดินอาหาร ดังนั้น จึงถ่วงดุลการบีบตัวที่เกิดจากฤทธิ์ออสโมซิสของแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์

แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ยังเป็นองค์ประกอบอย่างหนึ่งของสารต้านการหลั่งเหงื่ออีกด้วย และมีผลดีต่อปากอักเสบเมื่อใช้ทา

อื่น ๆ

การบำบัดน้ำเสีย

แป้งแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ใช้บำบัดน้ำเสียที่เป็นกรดให้เป็นกลางในทางอุตสาหกรรม และใช้เป็นองค์ประกอบส่วนหนึ่งในการสร้างปะการังเทียมด้วยเทคนิก Biorock

สารหน่วงไฟ

แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ในรูปแบบแร่บรูไซต์ตามธรรมชาติใช้เป็นสารหน่วงไฟ โดยสังเคราะห์ขึ้นโดยมาก เหมือนกับอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ที่เป็นของแข็งจะมีคุณสมบัติห้ามควันและหน่วงไฟ คุณสมบัติเช่นนี้มาจากการสลายตัวแบบดูดซับความร้อนที่อุณหภูมิ 332 องศาเซลเซียส คือ

Mg(OH)₂ → MgO + H₂O

ความร้อนที่ดูดซึมเนื่องด้วยปฏิกิริยา จะหน่วงการติดไฟของสารอื่น ๆ อนึ่ง น้ำที่ปล่อยออกยังทำแก๊สที่ติดไฟได้ให้เจือจาง การใช้สามัญรวมการใส่แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์เข้าในปลอกสายเคเบิล (เช่น ในรถยนต์คุณภาพสูง เรือดำน้ำ เครื่องบินแอร์บัส เอ380 และเครื่องเพลย์สเตชัน 4 เป็นต้น) ในฉนวนพลาสติก ในวัสดุมุงหลังคา (เช่น ที่สนามกีฬาโอลิมปิกลอนดอน) และในตัวเคลือบหน่วงไฟต่าง ๆ สารผสมเป็นแร่อื่น ๆ ที่ใช้ในการหน่วงไฟคล้าย ๆ ก็คือ huntite บวกกับ hydromagnesite ที่มีตามธรรมชาติ

วิทยาแร่

 

ผลึกบรูไซต์ (Mg(OH)₂ ในรูปแบบแร่) จากรัสเซีย (Sverdlovsk Region, Urals) ขนาด 10.5 × 7.8 × 7.4 ซม.

บรูไซต์ ซึ่งเป็นรูปแบบแร่ของ Mg(OH)₂ ที่พบอย่างสามัญตามธรรมชาติ ก็เกิดด้วยในแร่ดิน (clay mineral) แบบ 1:2:1 เป็นต้น และในคลอไรต์ โดยจะอยู่ในชั้นในระหว่าง ๆ ที่ปกติเป็นแคตไอออนแบบเวเลนซีหนึ่ง (monovalent) หรือสอง (divalent) เช่น Na⁺, K⁺, Mg²⁺ และ Ca²⁺ ดังนั้น ชั้นในระหว่าง ๆ ของคลอไรต์จึงประสานกันด้วยบรูไซต์ซึ่งไม่สามารถขยายหรือหดตัวลงได้

เมื่อแคตไอออน Mg²⁺ บางส่วนแทนที่ด้วย Al³⁺ บรูไซต์ก็จะมีประจุบวก ซึ่งเป็นมูลฐานทางโครงสร้างของ layered double hydroxide (LDH) แร่ LDH เช่น ไฮโดรทัลไซต์ เป็นตัวดูดแอนไอออนที่มีฤทธิ์แรง แต่ก็มีค่อนข้างน้อยตามธรรมชาติ

บรูไซต์อาจตกผลึกในซีเมนต์และคอนกรีตเมื่ออยู่กับน้ำทะเล Mg²⁺ เป็นแคตไอออนซึ่งสามัญที่สุดเป็นอันดับสองในน้ำทะเล คือต่อจาก Na⁺ และก่อนหน้า Ca²⁺ แต่เพราะเป็นแร่ที่ขยายตัวได้ จึงเป็นเหตุของความเค้นแบบดึงเนื่องจากการขยายปริมาตรเฉพาะที่ภายในคอนกรีต ซึ่งทำให้คอนกรีตร้าวและแตก ทำให้คอนกรีตเสื่อมเร็วขึ้นในน้ำทะเล

โดยทำนองเดียวกัน โดโลสโตน (dolostone) จึงไม่สามารถใช้เป็นวัสดุทำคอนกรีตได้ เพราะปฏิกิริยาของแมกนีเซียมคาร์บอเนตกับไฮดรอกไซด์ที่เป็นอิสระและพบในน้ำเมื่อทำซีเมนต์ ก็จะก่อบรูไซต์ที่ขยายตัวได้เช่นกัน คือ

MgCO₃ + 2 NaOH → Mg(OH)₂ + Na₂CO₃

นี่เป็นปฏิกิริยาหนึ่งอย่างในสองอย่างแบบ alkali-aggregate reaction (AAR) และเรียกว่า alkali-carbonate reaction

เชิงอรรถและอ้างอิง

1. Patnaik, Pradyot (2002). Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill.CS1 maint: uses authors parameter (link)
2. Enoki, Toshiaki; Tsujikawa, Ikuji (1975). "Magnetic Behaviours of a Random Magnet, NipMg (1-p) (OH2)". J. Phys. Soc. Jpn. 39 (2): 317–323. doi:10.1143/JPSJ.39.317.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
3. Zumdahl, Steven S. (2009). Chemical Principles (6th ed.). Houghton Mifflin Company. p. A22. ISBN 0-618-94690-X.
4. Handbook of Chemistry and Physics (76th ed.). CRC Press. ISBN 0849305969.
5. Seeger, Margarete; Otto, Walter; Flick, Wilhelm; Bickelhaupt, Friedrich; Akkerman, Otto S, "Magnesium Compounds", Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley-VCH, doi:10.1002/14356007.a15_595.pub2CS1 maint: uses authors parameter (link)
6. Tedesco, FJ; DiPiro, JT (1985). "Laxative use in constipation". Am. J. Gastroenterol. 80 (4): 303–9. PMID 2984923.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
7. . Global Library of Women's Medicine. คลังข้อมูลเก่า เก็บจาก แหล่งเดิม เมื่อ 2018-08-28. สืบค้นเมื่อ 2018-09-26. Unknown parameter |deadurl= ignored (help)
8. . Google Patents. คลังข้อมูลเก่า เก็บจาก แหล่งเดิม เมื่อ 2018-09-26. Unknown parameter |deadurl= ignored (help)
9. Hordern, Michael (1993). A world elsewhere: the autobiography of Sir Michael Hordern. Michael O'Mara. p. 2. ISBN 978-1854791887.CS1 maint: uses authors parameter (link)
10. "Sir James Murray's condensed solution of fluid magnesia". The Sydney Morning Herald. 21 (2928). 1846-10-07. p. 1, column 4.
11. . 2005-02-24. คลังข้อมูลเก่า เก็บจาก แหล่งเดิม เมื่อ 2011-06-05.
12. . phillipsrelief.com. คลังข้อมูลเก่า เก็บจาก แหล่งเดิม เมื่อ 2017-06-22. สืบค้นเมื่อ 2016-07-04. Unknown parameter |deadurl= ignored (help)
13. "Milk of Magnesia". USPTO.
14. "Phillips' Milk of Magnesia". USPTO.
15. . Everyday Health. คลังข้อมูลเก่า เก็บจาก แหล่งเดิม เมื่อ 2017-08-04. Unknown parameter |deadurl= ignored (help)
16. Washington, Neena (1991-08-02). Antacids and Anti Reflux Agents. Boca Raton, FL: CRC Press. p. 10. ISBN 0-8493-5444-7.
17. http://www.peoplespharmacy.com/archives/pharmacy_qa/milk_of_magnesia_makes_good_antiperspirant.asp "Milk of Magnesia Makes Good Antiperspirant" Check |url= value (help). Unknown parameter |deadurl= ignored (help)
18. . 2009-02-01. คลังข้อมูลเก่า เก็บจาก แหล่งเดิม เมื่อ 2018-08-18. Unknown parameter |deadurl= ignored (help)
19. Gibson, Aileen; Maniocha, Michael (2004-08-12). . wateronline.com. คลังข้อมูลเก่า เก็บจาก แหล่งเดิม เมื่อ 2016-03-15.CS1 maint: uses authors parameter (link)
20. Rothon, RN (2003). Particulate Filled Polymer Composites. Shrewsbury, UK: Rapra Technology. pp. 53–100.
21. Hollingbery, LA; Hull, TR (2010). "The Thermal Decomposition of Huntite and Hydromagnesite - A Review". Thermochimica Acta. 509 (1–2): 1–11. doi:10.1016/j.tca.2010.06.012.CS1 maint: uses authors parameter (link)
22. Hollingbery, LA; Hull, TR (2010). "The Fire Retardant Behaviour of Huntite and Hydromagnesite - A Review". Polymer Degradation and Stability. 95 (12): 2213–2225. doi:10.1016/j.polymdegradstab.2010.08.019.CS1 maint: uses authors parameter (link)
23. Hollingbery, LA; Hull, TR (2012). "The Fire Retardant Effects of Huntite in Natural Mixtures with Hydromagnesite". Polymer Degradation and Stability. 97 (4): 504–512. doi:10.1016/j.polymdegradstab.2012.01.024.CS1 maint: uses authors parameter (link)
24. Hollingbery, LA; Hull, TR (2012). "The Thermal Decomposition of Natural Mixtures of Huntite and Hydromagnesite". Thermochimica Acta. 528: 45–52. doi:10.1016/j.tca.2011.11.002.CS1 maint: uses authors parameter (link)
25. Hull, TR; Witkowski, A; Hollingbery, LA (2011). "Fire Retardant Action of Mineral Fillers". Polymer Degradation and Stability. 96 (8): 1462–1469. doi:10.1016/j.polymdegradstab.2011.05.006.CS1 maint: multiple names: authors list (link)