Карбонат магния: описание, польза и вред, применение, реакции

Карбонат магния – это известная в пищевой промышленности добавка, обозначенная в мировой классификации под индексом Е504. В состав продуктов питания ее вводят в качестве стабилизатора, обеспечивающего требуемую консистенцию. В медицине добавка используется в качестве антацида (лекарственного препарата, действие которого направлено на нейтрализацию кислоты желудочного сока) и осмотического слабительного.

Магниевая соль угольной кислоты или магний углекислый представляет собой смесь белых кристаллов.

В природе карбонат магния часто встречается в виде минерала магнезита, он также присутствует в стереоме (материале, из которого состоят элементы скелета) иглокожих.

Что такое карбонат магния, как он выглядит и для чего он нужен?

Карбонат магния – это основная магниевая соль угольной кислоты. В пищевой промышленности и медицине редко различают между собой карбонат магния и основной карбонат магния – их свойства схожи, а существующие различия незначительны.

Но химики все же разделяют между собой эти соединения. Кроме того, существуют отдельные разновидности основного карбоната магния: тяжелая и легкая.

Внешне углекислый магний представляет собой смесь белых граненых кристаллов. В природе он распространен в виде минерала магнезита, применяемого в качестве основного сырья для производства теплоизоляционных материалов. Кроме того, карбонат магния широко применяется в пищевой промышленности в качестве добавки под индексом Е504. В спорте вещество необходимо для удаления лишней влаги с поверхности кожи. Его также задействуют в производстве цемента, стекла и других разновидностей строительных материалов. Особое место карбонат магния занимает в медицине, где его используют для нейтрализации кислоты желудочного сока и в качестве слабительного средства.

Карбонат магния не имеет ни запаха, ни вкуса. В воде пищевая добавка не растворяется, зато моментально тает при попадании в растворы минеральных кислот (в ходе этой реакции выделяется большое количество газа).

Основным источником углекислого магния считаются минералы.

Согласно данным многочисленных исследований, пищевая добавка Е504 считается полностью безопасной для человека.

Формула карбоната магния и его свойства

Формула карбоната магния:

MgCO₃

Вещество принадлежит к классу неорганических. В воде оно практически не растворяется, зато растворяется в растворах минеральных кислот.

Карбонат магния не имеет ни вкуса, ни запаха. В нормальных условиях представляет собой твердое вещество. Плотность углекислого магния составляет 3,037 г/см³. Температура плавления кристаллов – 500-600˚С. Молярная масса соединения – 84,3 г/моль. Растворимость в воде (при нормальных условиях) – 0,0139 г вещества на 100 г жидкости.

При нагревании до 650˚С углекислый магний полностью разлагается на 2 составляющие – оксид магния и углекислый газ: MgO и CO₂.

Несмотря на отсутствие способности к растворению в воде, карбонат магния прекрасно впитывает влагу, увеличиваясь в объеме.

В воде вещество образует кристаллы с формулой MgCO3·nh3O, где n может принимать значение от 2 до 5.

Молекулы карбоната магния

Получение карбоната магния

Получить карбонат магния можно двумя основными способами: промышленным и лабораторным. Промышленный способ предполагает разработку месторождений карбоната магния в природе, а лабораторный – проведения различных химических реакций, в ходе которых выделяется нужное вещество.

Так, получить углекислый магний можно посредством смешивания двух его составляющих – оксида магния и углекислого газа:

MgO + CO₂ → MgCO₃

Не меньшей популярностью пользуется методика, предполагающая смешивание суспензии гидроксида магния с углекислым газом и последующим нагреванием смеси до 130 градусов с выделением карбоната магния, углекислого газа и воды:

Mg(OH)₂ + 2CO₂ → Mg(HCO₃)₂,

Mg(HCO₃)₂ → MgCO₃ + CO₂ + H₂O (t = 130˚C).

Именно здесь стоит сказать о нескольких разновидностях карбоната магния. Так, выделяют:

• легкий карбонат магния: 4MgCO₃Mg(OH)₂·4H₂O;
• тяжелый карбонат магния: 4MgCO₃Mg(OH)₂·5H₂O.

Получить карбонат магния можно также посредством смешивания сульфата магния с карбонатом калия:

MgSO₄ + Na₂CO₃ → Na₂SO₄ + MgCO₃

Последним, но не менее распространенным методом получения карбоната магния в лабораторных условиях является реакция взаимодействия сульфата магния с гидрокарбонатом калия:

MgSO₄ + 2KHCO₃ → MgCO₃ + K₂SO₄ + H₂O + CO₂

Реакции с карбонатом магния и его химические свойства

Химические свойства углекислого магния аналогичны химическим свойствам карбонатов других металлов, поэтому для карбоната магния свойственны следующие химические реакции.

Взаимодействие углекислого магния и оксида титана с образованием метатитаната магния и углекислого газа. Для правильного протекания реакции важно поддержание температуры в диапазоне от 800 до 1100˚С.

TiO₂ + MgCO₃ → MgTiO₃ + CO₂

Взаимодействие карбоната магния и фтороводорода с образованием фторида магния, углекислого газа и одной молекулы воды. При этом применяемый в реакции фторводород должен быть представлен разогретым до высокой температуры концентрированным раствором.

MgCO₃ + 2HF → MgF₂ + CO₂ + H₂O

Реакция карбоната магния и воды с образованием дигидроксида-карбоната магния и углекислого газа. Для правильного протекания реакции необходимо наличие горячей воды.

2MgCO₃ + H₂O → Mg₂(OH)₂CO₃ + CO₂

Реакция углекислого магния, углекислого газа и воды с образованием гидрокарбоната магния.

MgCO₃ + H₂O + CO₂ → Mg(HCO₃)₂

Реакция карбоната магния и гидроксида натрия с образованием карбоната натрия и гидроксида магния (реакция замещения).

MgCO₃ + 2NaOH → Mg(OH)₂ + Na₂CO₃

Реакция карбоната магния и гидроксида кальция с образованием карбоната кальция и гидроксида магния.

MgCO₃ + Ca(OH)₂ → Mg(OH)₂ + CaCO₃

Реакция карбоната магния и сульфата аммония с образованием сульфата магния, аммиака, углекислого газа и одной молекулы воды. Реакция должна протекать при температуре 100˚С, применяемый сульфат аммония должен иметь вид концентрированного раствора.

MgCO₃ + (NH₄)SO₄ → MgSO₄ + 2NH₃ + CO₂ + H₂O

Допустимые нормы приема карбоната магния

Объем рекомендованного к употреблению карбоната магния различается в зависимости от возраста пациента и его состояния здоровья.

Так, взрослому человеку, как правило, назначают карбонат магния в объеме 1-3 грамма в сутки. Разовая доза составляет 0,5 г.

Детям в возрасте до 12 лет показано употребление 1-2 г карбоната магния за 2-3 приема. Детям в возрасте до 5 лет разрешается употребление не более 1,5 г вещества в сутки.

Сферы применения карбоната магния

Карбонат магния широко применяется как в промышленности, так и в быту. Так, вещество пользуется большой популярностью в пищевой промышленности, медицине и производстве строительных материалов. Углекислый магний применяют также спортсмены для удаления лишней влаги с кожи.

Карбонат магния в пищевой промышленности

Наиболее часто углекислый магний можно обнаружить в составе сыпучих продуктов, где он отвечает за предотвращение слеживания и комкования. Пищевая добавка присутствует в составе сахара, сухого молока, муки, какао, крахмала, различных порошковых изделий.

Кроме того, карбонат магния широко применяется в производстве зрелых сыров – он необходим для стабилизации требуемого уровня кислотности продукта. Также добавление Е 504 в состав сыра позволяет изменить его окрас, сделать его более насыщенным.

Добавление карбоната магния в тертые или нарезанные сыры дает возможность предотвратить слипание отдельных кусочков между собой. Пищевая добавка Е504 также отвечает за защиту продукта от обветривания и засыхания – такой сыр дольше сохраняет свои вкусовые и внешние качества даже при нарушении правил его хранения.

Не менее востребован карбонат магния в производстве солений и различных консерваций.

В пищевой промышленности добавка Е504 выполняет следующие функции:

• поддержание требуемого уровня кислотности продукта;
• сохранение внешнего вида и вкусовых качеств изделия за счет уплотнения растительной ткани;
• предотвращение термического разрушения полезных витаминов и микроэлементов в составе консервированных фруктов и овощей;
• предотвращение образования комочков в порошкообразных и сыпучих продуктах.

Карбонат магния в медицине

Наиболее часто карбонат магния применяют для производства лекарственных препаратов, действие которых направлено на устранение заболеваний органов желудочно-кишечного тракта.

Так, благодаря способности регулировать уровень кислотности, углекислый магний вводят в состав средств от изжоги. Карбонат магния используют как один из компонентов слабительных средств, улучшающих перистальтику кишечника.

Препараты на основе карбоната магния часто рекомендуют тем, у кого был диагностирован магниевый дефицит, проявляющийся регулярными мышечными спазмами, быстрой утомляемостью и апатией.

Также средства на основе карбоната магния показаны при треморе конечностей и болевых ощущениях в сердечной мышце – карбонат магния нормализует ионный баланс, расширяет сосуды, улучшая их проходимость, и ускоряет обмен веществ.

Карбонат магния в косметической промышленности

Добавка Е504 может оказывать положительное влияние на состояние кожи, благодаря чему её часто вводят в состав различных кремов и масок.

Кроме того, добавку Е504 используют в производстве зубных паст, пудры и осветляющих порошков – в их составе она отвечает за сохранение белого пигмента и регуляцию прозрачности.

Карбонат магния – это прекрасный сорбент, способный поглощать лишнюю влагу и жир. Он уменьшает жирный блеск кожи и убирает лишнюю влагу (для этих целей Е504 применяют спортсмены).

Карбонат магния в строительстве

В строительной сфере карбонат магния применяется для производства длинного ряда материалов. Так, его задействуют в изготовлении огнеупорного кирпича, футеровки и цемента. Углекислый магний часто вводят в состав стекла, используют его для придания требуемого цвета краскам и керамическим изделиям. Кроме того, карбонат магния является важной составляющей многих теплоизоляционных материалов.

Влияние карбоната магния на человека

Карбонат магния не считается токсическим соединением, однако при его употреблении в слишком больших количествах велик риск возникновения раздражения верхних дыхательных путей и пищеварительного тракта, а также отклонений в работе сердца.

В высоких концентрациях вещество оказывает слабительный эффект, а при наружном контакте способно вызвать раздражение кожного покрова.

Полезные свойства карбоната магния

В основе фармакологического действия карбоната магния лежит его способность вступать в реакцию с соляной кислотой, нейтрализуя ее. Так, при попадании в человеческий организм карбонат магния оказывает следующие эффекты:

• нейтрализует повышенную кислотность желудочного сока и снимает связанные с этим неприятные симптомы;
• устраняет изжогу и отрыжку;
• выступает в роли защитного средства для стенок желудка и пищевода, предотвращая отрицательное воздействие на них кислоты и ферментов;
• оказывает расслабляющее воздействие на мускулатуру кишечника;
• значительно уменьшает спастический синдром;
• помогает избавиться от вздутия желудка и метеоризма.

Кроме того, карбонат магния оказывает положительное воздействие на обменные процессы в организме. Он нормализует рациональное потребление энергии и активизирует синтез аминокислот.

Вред карбоната магния

Карбонат магния не относят к опасным для человеческого здоровья соединениям. Ощутить на себе негативный эффект от его употребления можно только в случае передозировки.

Нарушение рекомендованной нормы карбоната магния чревато возникновением раздражения на коже, нарушениями в работе сердца и нервной системы, а также возникновением дискомфорта в желудке и дыхательных путях.

Противопоказания к применению карбоната магния

Препараты на основе карбоната магния противопоказаны пациентам с фенилкетонурией (наследственным заболеванием, для которого характерно нарушение метаболизма аминокислот, главным образом – фенилаланина) и индивидуальной непереносимостью вещества.

Показания к применению карбоната магния

Наиболее часто специалисты рекомендуют пациентам препараты на основе карбоната магния в случае наличия у них проблем с органами желудочно-кишечного тракта, а также отклонений в работе сердечной мышцы.

Так, показаниями к введению в свой рацион пищевой добавки Е504 считаются следующие заболевания:

• гастрит;
• язва желудка;
• повышенная кислотность желудочного сока;
• сильные изжоги, особенно в период беременности;
• сильные изжоги после употребления жирной пищи, алкогольных напитков, курения или приема лекарственных препаратов;
• панкреатит;
• длительный запор.

Инструкция по применению карбоната магния

Карбонат магния необходимо принимать внутрь. Рекомендованная разовая доза составляет 500 мг, однако это значение может изменяться в зависимости от состояния здоровья пациента и его возраста.

Специалисты назначают как курс приема добавки Е504, так и разовое его употребление (при изжоге или запоре).

В случае необходимости регулярного применения пить препарат необходимо 2-3 раза в день, можно запивать теплой водой.

Тип пищевой добавки, ее класс опасности и токсичности, рекомендации по хранению

Карбонат магния как пищевая добавка принадлежит к группе стабилизаторов.

В РФ пищевая добавка Е504 разрешена к применению в производстве продуктов питания в количестве не более 70 г на кг продукта.

Карбонат магния принадлежит к 4 классу опасности – то есть, к малоопасным соединениям. Нанести вред человеку он способен только в случае нарушения правил его хранения и употребления.

Пищевая добавка Е504 нетоксична.

Хранить карбонат магния необходимо в сухом прохладном месте при температуре в диапазоне от 15 до 20˚С.

Где купить карбонат магния и сколько он стоит

Приобрести лекарственные препараты на основе карбоната магния можно как в обычной аптеке, так и в режиме онлайн. Стоимость различается в зависимости от производителя, объема и типа препарата.

Лекарственные средства на основе рассматриваемого вещества обойдутся в 600-700 рублей за пузырек. А вот промышленная разновидность карбоната магния будет стоить 300-400 рублей за килограмм.

Заключение

Карбонат магния – это вещество, заработавшее большую популярность в пищевой и косметической промышленности, медицине и сфере строительства. Внешне соединение представляет собой белый однородный порошок, не способный растворяться в воде. Добывают его как промышленным путем (из минералов), так и в лабораторных условиях посредством проведения реакций, описанных выше.

Для человека карбонат магния полностью безопасен, исключение составляют только случаи нарушения правил хранения и употребления вещества.

В составе лекарственных препаратов добавка Е504 отвечает за понижение кислотности желудочного сока, нормализацию работы органов пищеварительной системы, улучшение обмена веществ и общего состояния организма. В пищевой промышленности карбонат магния выполняет роль стабилизатора, который широко применяется в производстве сыпучих продуктов.