แมกนีเซียมออกไซด์ (MgO) ประโยชน์ การผลิต และพิษต่อร่างกาย

Last Updated on 24 พฤศจิกายน 2022 by siamroommate

แมกนีเซียมออกไซด์ (Magnesium oxide : MgO) เป็นสารประกอบโลหะออกไซด์ของแมกนีเซียม (Mg) เมื่อละลายน้ำแล้วจะทำให้น้ำเป็นด่าง นิยมใช้ประโยชน์อย่างมากในด้านอุตสาหกรรม การแพทย์ อาหาร และการเกษตร อาทิ ใช้ผลิตเป็นวัสดุหรือฉนวนกันความร้อน และใช้เป็นยาลดกรดในกระเพาะอาหาร เป็นต้น

คุณสมบัติเฉพาะ ^{[1], [2]}
• CAS Number : 1309-48-4
• ชื่อทางการค้า (Trade Name) : แมกนีเซียมออกไซด์ (Magnesium oxide)
• ชื่อทางเคมี (Chemical Name) : Magnesium oxide
• ชื่ออื่นๆ (Synonyms) :
– Magnesia
– Periclase
– Oxomagnesium
• สูตรทางเคมี (Chemical Formula) : MgO
• น้ำหนักโมเลกุล (Molecular Weight) : 40.305 กรัม/โมล
• ลักษณะทางกายภาพ (physical properties) : เป็นผงสีขาว ไม่มีกลิ่น
• จุดเดือด (Boiling point) : 3,600 องศาเซลเซียส (°C)
• จุดหลอมเหลว (Melting point) : 2,825 °C องศาเซลเซียส (°C)
• จุดวาบไฟ (Flash point) : ไม่เป็นสารติดไฟ
• อุณหภูมิที่ติดไฟได้เอง (Auto ignition temperature) : – ไม่เป็นสารติดไฟ
• อัตราส่วนในอากาศที่เกิดระเบิด/ติดไฟ : – ไม่เป็นสารติดไฟ
• ขีดจำกัดการติดไฟ (Flammable limits) : – ไม่เป็นสารติดไฟ
• ความดันไอ (Vapor pressure) : –
• ความหนาแน่นไอ (Vapor Density) : –
• ความหนาแน่น (Density) : 3.6 กรัม/มล.
• ความถ่วงจำเพาะ (specific gravity, SG) :
• ค่าคงที่เฮนรี่ (Henry’s law constant) : –
• จุดเยือกแข็ง (Freezing point) : –
• การละลาย (Solubility) : ละลายน้ำได้ 86 มิลลิกรัม/ลิตร ที่ 30°C เมื่อละลายน้ำจะทำให้น้ำเป็นด่าง
• การสลายตัว (Decomposition) : –
• ความเป็นกรด-ด่าง (pH) : 10.3 ด้วยการละลายที่อิ่มตัว
• สารที่ต้องหลีกเลี่ยง (Materials to Avoid) : –

โครงสร้างผลึกแมกนีเซียมออกไซด์ (MgO) ^[4]
แมกนีเซียมออกไซด์ (MgO) ประกอบด้วยธาตุแมกนีเซียม (Mg) 1 อะตอม และออกซิเจน (O) 1 อะตอม มีโครงสร้างผลึกแบบลูกบาศก์ที่เป็นโครงสร้างผลึกของสารประกอบไอออนิกส์ ที่เรียกว่า rock-salt structure โดย Mg²⁺ บรรจุอยู่ในช่องออกตะฮีดอล แต่เนื่องจาก Mg²⁺ มีขนาดใหญ่กว่าช่องของออกตะฮีดอลที่เกิดจาก O^2- จึงทำให้ O^2- ถูกผลักออกจากกัน แต่ O^2-ไม่ประสานกัน แต่จะประสานสัมผัสกับ Mg²⁺ ทั้ง 6 อะตอม ส่วนแต่ละ Mg²⁺ จะประสานสัมผัสกับ O^2- ทั้ง 6 อะตอมเช่นกัน จึงมีเลขโคออร์ดิเนชั่นเป็นแบบ 6:6

การผลิตแมกนีเซียมออกไซด์ ^[5]
แมกนีเซียมออกไซด์ เป็นแร่ที่พบได้ทั่วไปในธรรมชาติ มีลักษณะเป็นก้อนผลึกสีขาว ซึ่งในธรรมชาติมักพบในรูปของแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ (Mg(OH)₂) เป็นส่วนใหญ่ เนื่องจาก แมกนีเซียมออกไซด์ (MgO) เมื่อสัมผัสกับน้ำหรือความชื้นจะเปลี่ยนเป็นแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ (Mg(OH)₂) แต่หากต้องการให้กลับมาเป็นแมกนีเซียมออกไซด์เหมือนเดิมจะต้องให้ความแก่แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ จนน้ำหรือความชื้นระเหยออกหมด

MgO + H₂O → Mg(OH)₂

สำหรับการผลิตแมกนีเซียมออกไซด์ ทำได้ 2 วิธี คือ
1. การเผาแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ (Mg(OH)₂)
1.1 การแมกนีเซียมออกไซด์ออกจากน้ำทะเลทำได้โดยนำน้ำทะเลที่มีแมกนีเซียมมากกว่าร้อยละ 0.2 มาทำปฏิกิริยากับแคลเซียมไฮดรอกไซด์ (Ca(OH)₂) ทำให้ได้ตะกอนของแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ (Mg(OH)₂) จากนั้น นำแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ไปอบแห้งไล่น้ำออกจนได้ผลิตภัณฑ์เป็นแมกนีเซียมออกไซด์ (MgO) ตามสมการด้านล่าง
1.2 การเผาแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ที่ได้จากแหล่งสินแร่ในธรรมชาติ ตามสมการด้านล่าง

Mg(OH)₂ + ความร้อน (1,550-2,000°C) → MgO

ในส่วนของการเผาสำหรับนำแมกนีเซียมออกไซด์ไปใช้ผลิตเป็นวัสดุทนไฟ เช่น เซรามิก จะต้องเผาแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ ที่อุณหภูมิ 1,650°C และนำไปบดให้ละเอียดอีกครั้งก่อนนำไปใช้งาน ซึ่งจะได้แมกนีเซียมออกไซด์ที่มีความหนาแน่นสูง สามารถเกาะตัวเป็นก้อนแข็งได้ดี

2. การเผาแมกนีเซียมคาร์บอเนต (MgCO₃) หรือ แร่แมกนีไซต์ (magnesite) ที่ได้จากแหล่งแร่บนผิวโลก โดยการเผาที่อุณหภูมิ 500-1,500°C จนได้ผลิตภัณฑ์เป็นแมกนีเซียมออกไซด์ ดังสมการด้านล่าง

MgCO₃+ ความร้อน (500-1,500°C) → MgO + CO₂

แมกนีเซียมออกไซด์ที่นำไปใช้ผลิตฉนวนไฟฟ้า จะต้องเผาแมกนีเซียมคาร์บอเนตที่อุณหภูมิ 1,600-1,800°C แต่แมกนีเซียมคาร์บอเนตสามารถเผาจนได้แมกนีเซียมออกไซด์ที่อุณหภูมิต่ำได้ที่ 500°C แต่จะแตกตัวได้เป็นแมกนีเซียมออกไซด์ที่สมบูรณ์จะต้องเผาจนถึงอุณหภูมิ 1,500°C

การใช้ประโยชน์แมกนีเซียมออกไซด์ ^{[1], [2], [3], [6], [7]}
1. ภาคอุตสาหกรรม
– เนื่องจาก แมกนีเซียมออกไซด์ เป็นสารประกอบที่มีพื้นที่ผิวสัมผัสสูงจึงถูกใช้เป็นตัวรองรับในปฏิกิริยาออกซิเดชัน และยังถูกใช้เป็นสารเพิ่มความเสถียรทางความร้อนให้กับตัวเร่งปฏิกิริยา
– แมกนีเซียมออกไซด์ มีพื้นที่ผิวสัมผัสสูง จึงถูกใช้เป็นสารดูดซับในหลายด้าน อาทิ ใช้เป็นสารกรองในกระบวนการปรับปรุงคุณภาพน้ำสำหรับการกรองดูดซับสิ่งปนเปื้อนขนาดเล็ก
– ในโรงงานอุตสาหกรรมหลายแห่งที่ต้องใช้เตาเผาอุณหภูมิสูงจะใช้แมกนีเซียมออกไซด์เป็นตัวประสานก้อนอิฐในการก่อสร้างเตา เช่น โรงงานถลุงเหล็ก และโรงงานรีดเหล็ก เป็นต้น เนื่องจาก สามารถทนต่อความร้อนได้ดีกว่าปูนก่อทั่วไป ซึ่งสูงถึง 2,825 °C องศาเซลเซียส (°C)
– แมกนีเซียมออกไซด์ มีคุณสมบัติในการสะท้อนแสงได้ดี จึงนิยมใช้เป็นส่วนผสมในกระบวนการผลิตสี หรือ ใช้เป็นสารเคลือบวัสดุ เพื่อช่วยในการสะท้อนแสง
– ใช้เป็นสารเคลือบวัสดุเพื่อให้เกิดความโปร่งแสง หรือ ใช้เป็นส่วนผสมในการผลิตวัสดุโปร่งแสง เช่น เลนส์กล้อง หรือ กระจก
– ใช้เป็นส่วนผสมในอุตสาหกรรมผลิตเซรามิกชนิดต่างๆ สำหรับเป็นส่วนผสมในเนื้อเซรามิก ทำหน้าที่ช่วยลดสัมประสิทธิ์การหดตัว และการขยายตัวของเนื้อเซรามิก ขณะได้รับความร้อน และการลดความร้อน รวมถึงทำหน้าที่กันความร้อน และทนไฟได้ดี ผลิตภัณฑ์เซรามิกต่างๆ ได้แก่ ถ้วย ชาม เครื่องปั้นดินเผา กระเบื้อง อิฐก่อ เป็นต้น
– ใช้เป็นวัตถุดิบหลักในการผลิตอิฐทนไฟ
– ใช้เป็นส่วนผสมในการผลิตปูนซีเมนต์
– ใช้เป็นส่วนผสมของสารยับยั้งการกัดกร่อน หรือ ลดการหดหรือขยายตัวของวัสดุ
– ใช้ผลิตเป็นฉนวนกันความร้อนในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

2. อาหาร และอุตสาหกรรมอาหาร
– แมกนีเซียมออกไซด์ ใช้เป็นสารเติมแต่งในอาหาร เนื่องจาก สามารถดูดซับน้ำหรือความชื้นได้ดี ช่วยป้องกันการจับตัวเป็นก้อนของอาหาร

3. ทางการแพทย์
– แมกนีเซียมออกไซด์ใช้ผลิตเป็นยาลดกรดในกระเพาะอาหาร เนื่องจาก เป็นสารประกอบที่สามารถ neutralize กรด หรือ สามารถที่จะความเป็นกรดในกระเพาะอาหารลงได้ ทั้งนี้ สามารถใช้เป็นยาลดกรดได้ทั้งในคน และสัตว์
– แมกนีเซียมออกไซด์ใช้เป็นส่วนผสมของสารอุดฟันหรืออุดร่องฟัน

ข้อควรระวังการใช้ แมกนีเซียมออกไซด์ทางการแพทย์
– แมกนีเซียมออกไซด์ที่เป็นส่วนผสมในยาลดกรด หากรับประทานมากอาจเป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้เกิดอาการท้องเสียหรือการถ่ายเหลวได้ เพราะแมกนีเซียมออกไซด์ออกฤทธิ์เป็นยาระบายได้เช่นกัน
– หากเกิดสภาวะแมกนีเซียมในเลือดสูง (Hypermagnesemia) จะทำให้เกิดภาวะความดันเลือดต่ำ เกิดอาการคลื่นไส้อาเจียน เกิดความผิดปกติในระบบทางเดินหายใจ เกิดความผิดปกติในคลื่นไฟฟ้าหัวใจ โดยเฉพาะในผู้ป่วยที่มีภาวะไตวายอย่างรุนแรงจะแสดงอาการอย่างรวดเร็ว และอาการทรุดหนักได้ง่ายกว่าคนทั่วไป

ดังนั้น ผู้ป่วยที่มีภาวะไตวาย ไม่ควรใช้ผลิตภัณฑ์ที่มีส่วนผสมของแมกนีเซียมมากกว่า 50 mEq อาทิ ยาลดกรด เป็นต้น แต่หากมีความจำเป็นต้องใช้ ให้ปรึกษาแพทย์ และใช้ในปริมาณตามคำแนะนำของแพทย์เป็นสำคัญ

4. การเกษตร
– มีการใช้ประโยชน์แมกนีเซียมออกไซด์ในลักษณะเดียวกันในมนุษย์ คือ ถูกใช้เป็นยาลดกรดในกระเพาะของสัตว์ ทั้งสัตว์กระเพาะเดี่ยว และสัตว์เคี้ยวเอื้อง โดยอาจให้ในรูปยาลดกรด หรือ ผสมในอาหารสัตว์
– ใช้เป็นส่วนผสมของปุ๋ยสำหรับเป็นธาตุอาหารรองให้แก่พืช

กลไกลการลดความเป็นนกรดของแมกนีเซียมออกไซด์ในกระเพาะอาหาร
1. แมกนีเซียมออกไซด์ (MgO) เมื่อละลายน้ำจะทำให้สารละลายมีคุณสมบัติเป็นด่าง ช่วยลดปริมาณกรดได้
MgO + H₂O → Mg + (OH)^-2 (ด่าง)

2. ในกระเพาะมนุษย์ หรือ สัตว์กระเพาะเดี่ยว แมกนีเซียมออกไซด์ (MgO) จับกับกรดไฮโดรคลอดริก (HCl) ทำให้ได้เป็นแมกนีเซียมคลอไรด์ (MgCl₂) และน้ำ ดังสมการ
MgO + 2HCl → MgCl₂ + H₂O

3. ในกระเพาะสัตว์เคี้ยวเอื้อง เช่น โค กระบือ ที่มีการผลิตกรดแลคติก โดยแมกนีเซียมออกไซด์ (MgO) จะเข้าจับกับกรดแลคติด ได้เป็นแมกนีเซียมแลคเตท และน้ำ ดังสมการ
MgO + CH₃CHOHCOOH → (CH₃COHCOO)2Mg + H₂O

พิษแมกนีเซียมออกไซด์ต่อร่างกาย ^[1]
1. การรับแมกนีเซียมออกไซด์เข้าสู่ร่างกายในปริมาณสูง ไม่ว่าจะได้รับจากการรับประทานโดยตรงหรือได้รับจากยา และอาหารจะทำให้เกิดภาวะแมกนีเซียมในเลือดสูง (Hypermagnesemia) ทำให้ร่างกายเกิดภาวะความดันเลือดต่ำ มีอาการคลื่นไส้อาเจียน การหายใจ และคลื่นไฟฟ้าหัวใจผิดปกติ
2. การสัมผัสกับผงแมกนีเซียมออกไซด์ที่ดวงตาจะทำให้เกิดการระคายเคือง มีอาการตาพร่ามัว แสบตา เยื่อบุตาอักเสบ
3. การสูดดมไอของโลหะแมกนีเซียมออกไซด์จะทำให้เกิดอาการแสบบริเวณโพรงจมูก และลำคอ เกิดอาการแน่นหน้าอก ไอ และหายใจติดขัด รวมถึงทำให้เกิดอาการเป็นไข้

เอกสารอ้างอิง
[1] U.S. National Library of Medicine. Magnesium oxide. ออนไลน์. สืบค้นเมื่อวันที่ 3 มีนาคม 2563. เข้าถึงได้ที่ : https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Magnesium-oxide/.
[2] wikipedia.org. Magnesium oxide. ออนไลน์. สืบค้นเมื่อวันที่ 11 มีนาคม 2563. เข้าถึงได้ที่ : https://en.wikipedia.org/wiki/Magnesium_oxide/.
[3] MedlinePlus. Magnesium oxide. ออนไลน์. สืบค้นเมื่อวันที่ 10 มีนาคม 2563. เข้าถึงได้ที่ : https://medlineplus.gov/druginfo/meds/a601074.html/.
[4] อรวรรณ ฤทธิเดช และคณะ. 2549. การสังเคราะห์และศึกษาลักษณะเฉพาะของ-
เซรามิกอะลูมินาที่เจือด้วยแมกนีเซีย.
[5] อรณี พูนศรีธนากูล. 2556. ผลของการเติมแมกนีเซียมออกไซด์ต่อการเผาไหม้-
แบบเคมิคอลลูปิงของมีเทนด้วยตัวพาออกซิเจน ชนิดแคลเซียมซัลเฟต.
6] Gaurav, R. และคณะ. CO to CO2 Using Magnesium Based-
Catalysts: An Overview. (2015): 1-22.
[7] วีณาพร จันทะสินธุ์. 2547. การตอบสนองของโครีดนมต่ออาหารที่เสริมด้วยหญ้าแห้ง-
และโซเดียมไบคาร์บอเนตร่วมกับแมกนีเซียมออกไซด์.

ขอบคุณภาพจาก : nutritioncompany.eu/, qhxbmy.com/, indiamart.com/