Cristaux de magnésium purifiés, extrait par électrolyse. (Image: Warut Roonguthai/Wikimedia commons)
Le magnésium est le 8e élément par ordre d’abondance sur Terre. Il tire son nom d’une ville de Thessalie, Magnesia, près de laquelle se trouve un minerai très blanc, la magnésie, qui est un carbonate de magnésium. Mais on trouve surtout le magnésium dans les immenses dépôts de dolomie, qui est un carbonate double de calcium et de magnésium, exploité en Autriche, Italie, Grèce, Russie, etc.
Mais l’histoire du magnésium n’a véritablement commencé qu’au XVIIe siècle, quand en 1618 un fermier du village d’Epsom a vu ses vaches refuser de boire l’eau amère de son puits. L’évaporation de cette eau amère a fourni du sulfate de magnésium MgSO4·7H2O, connu sous le nom de «sel d’Epsom». En 1750, le chimiste anglais Black a reconnu la présence de magnésie dans ce sel. Ce n’est qu’en 1808 que Humphrey Davy a électrolysé le sel d’Epsom et obtenu le métal magnésium.
Le magnésium est un métal léger, obtenu par électrolyse du chlorure de magnésium fondu. Il s’enflamme dans l’air en produisant une luminosité éblouissante. On utilise ce phénomène en pyrotechnie, ou pour équiper les flashes photographiques. Cette combustion produit de l’oxyde de magnésium ou magnésie MgO. Porté à haute température, le magnésium réagit aussi avec l’azote de l’air en formant du nitrure de magnésium Mg3N2.
Le magnésium est 30% plus léger que l’aluminium, et sert donc en aéronautique. L’alliage magnésium - aluminium permet la fabrication d’ailes d’avion particulièrement résistantes aux déformations.
Un athlète s'enduit les mains de carbonate de magnésium (magnésie). (Image: Lunamarina/Canstockphoto)
En chimie on l’utilise pour la réduction de nombreux oxydes, comme celui d’uranium. En chimie organique, il a la propriété inédite de s’insérer entre un atome de carbone et un halogène, ce qui permet des synthèses inédites.
L’oxyde de magnésium permet la confection de creusets et de briques résistant à la température extrême des hauts-fourneaux, car elles ne fondent qu’à 2825°C. D’autre part, la magnésie est dotée d’un pouvoir réfléchissant particulièrement élevé: on l’utilise comme standard de couleur blanche, et de réflecteur dans les instruments d’optique.
La magnésie se combine lentement avec l’eau pour former de l’hydroxyde de magnésium Mg(OH)2. Cette dernière substance est très peu soluble dans l’eau, mais cela suffit pour atteindre un pH de 10.
En médecine, on utilise les sels de magnésium pour combattre les crampes musculaires. Le carbonate de magnésium est un matériau très tendre qui absorbe facilement la sueur, et on l’appelle aussi magnésie. Il est utilisé par les athlètes qui veulent obtenir une bonne adhérence aux engins.
Le magnésium ne se trouve jamais incorporé dans les molécules organiques. Mais il y a une remarquable exception: la chlorophylle (pigment vert des végétaux). C’est une énorme molécule contenant plusieurs centaines d’atomes de C, H, O et N, dont le centre est occupé par un atome de magnésium. Le plus étonnant est que si on remplace le magnésium de la chlorophylle par un atome de fer, on obtient l’hémoglobine du sang.
Pour découvrir les propriétés et les utilisations d'autres éléments chimiques, regarde notre dossier «Eléments chimiques au quotidien».
Texte: Maurice Cosandey et Rédaction SimplyScience.ch
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