Das feste, silbrig-glänzende Leichtmetall Magnesium, das circa ein Drittel leichter als Aluminium ist, überzieht sich an Luft mit einer schützenden Oxidhaut, in Wasser mit einer schwerlöslichen Magnesiumhydroxidschicht, die bei höheren Temperaturen aber unbeständig ist. Schwache Säuren und Ammoniumsalze greifen die Hydroxidschicht ebenfalls an. Gegen Flusssäure und Alkalien ist es in dem Gegensatz zu dem Aluminium relativ beständig. Frisch hergestelltes Magnesiumpulver erwärmt sich an der Luft bis zur Selbstentzündung. Dünnes Band oder Folien lassen sich leicht entzünden. Es verbrennt mit einer grellweißen Flamme zu Magnesiumoxid MgO und Magnesiumnitrid Mg₃N₂. Auch in vielen Oxiden wie Kohlenmonoxid, Stickoxid und Schwefeldioxid verbrennt Magnesium.

Reines Magnesium hat technisch wenig Bedeutung. Magnesiumband und -draht wird in (Foto-)Blitzbirnen, beziehungsweise früher als Blitzlichtpulver benutzt, Magnesiumpulver in Brandsätzen, -bomben und Leuchtmunition, aber auch als Zusatz in Feuersteinen für Feuerzeuge. In der Metallurgie dient es als vielseitiges Reduktionsmittel :

• Kroll-Prozess zur Herstellung von Titan
• Reduktionsmittel zur Herstellung von Uran, Kupfer, Nickel, Chrom und Zirconium
• Magnesiumpellets zur Entschwefelung von Eisen und Stahl
• Zuschlagstoff für Kugelgrafitguss

In der organischen Chemie wird es zur Herstellung von Grignard-Verbindungen genutzt.

Werkstofftechnisch sind Mg-Al-, Mg-Mn-, Mg-Si-, Mg-Zn- und vor allem Mg-Al-Zn-Legierungen von Bedeutung. Wichtigste Anwendung ist aber wohl die Härtung von Aluminiumlegierungen durch einen Mg-Zusatz bis zu fünf Prozent. Zusätzlich verbessert sich die Schweißbarkeit. Sie finden Anwendung als Verpackungsmaterial, zu dem Beispiel in Getränkedosen.

In den letzten Jahrzehnten hat man wegen der möglichen Gewichtseinsparung versucht, Aluminium durch Magnesium zu ersetzen. Bei gleicher Belastbarkeit sind Bauteile aus Magnesiumlegierungen leichter als solche aus Kunststoff. Das machte Magnesium schon früh für mobile Anwendungen interessant. 1909 stellte man Anwendungen auf einer Luftschiffausstellung vor. In Kraftfahrzeugen nutzte man Magnesiumlegierungen zur Herstellung von Gehäuseteilen sowie zur Herstellung von Felgen für Großfahrzeuge. Ab den 1930ern benutzte man sie massiv in dem deutschen Flugzeugbau. Die möglichen Gewichtseinsparungen, gerade in dem Flugmotorenbau, führten zu einem schnellen Ausbau der Magnesiumgewinnung in den Vereinigte Staaten Amerika Anfang der 1940er. Heute werden auch Fahrgestelle und Rumpfteile von Flugzeugen aus Magnesiumlegierungen hergestellt.

Die Motoren des VW-Käfers bestanden aus Mg-Si-Legierungen. Heute werden in dem Maschinenbau überwiegend Mg-Al-Zn-Legierungen benutzt. Durch Druckgiessen lassen sich viele Bauteile endabmessungsnah und ohne kostenintensive Nachbearbeitung herstellen:

• Felgen
• Profile
• Gehäuse
• Motorhauben
• Motordeckel
• Handbremshebel

Teile des 3-Liter-Lupos und zunehmend Teile anderer Automarken werden aus Magnesiumlegierungen gefertigt.

Magnesiumlegierungen zeichnen sich durch hohe Dämpfung aus. Dies führt bei Schwingungsbelastung zu einer Verringerung der Vibration und Geräuschemission. Auch aus diesem Grund sind Magnesiumlegierungen interessante Werkstoffe.

• Totgebranntes Magnesiumoxid zur Auskleidung von Hochtemperaturanlagen wie Schmelzöfen, Gießpfannen und so weiter
• Magnesia (Magnesiumcarbonat) zur Verbesserung des Griffs durch Aufsaugen des Schweißes in dem Bereich des Turnens, Gewichthebens und der Leichtathletik
  

Medizinische Anwendungen

• Magnesiumhydroxid zur Bindung von überschüssiger Magensäure

Die Herkunft der Elementbezeichnung wird in der Literatur unterschiedlich dargestellt:

1. von magnesia (lithos) in der Bedeutung Magnetstein
2. von magnesia, einem Gebiet in dem östlichen Griechenland
3. von magnesia, einer Stadt in Kleinasien, auf dem Gebiet der heutigen Türkei.
   

1755 erkannte Joseph Black in England Magnesium als ein Element. 1808 isolierte Sir Humphry Davy reines Metall durch Elekrolyse einer Mischung aus Magnesia und Quecksilberoxid. AA Bussy stellte es 1831 in massiver Form dar.

Magnesium kommt natürlich nicht in elementarer Form vor, als Verbindungen überwiegen Carbonate, Silicate, Chloride und Sulfate. Es ist ein sehr häufig vorkommendes Element, bestehen doch ganze Gebirgszüge wie die Dolomiten aus einem magnesiumhaltigen Carbonat, dem Dolomit. In Wässern ist es ebenfalls meistens vorhanden und verursacht zusammen mit dem Calcium die Härte des Wassers. Im Meerwasser ist es mit mehr als 1 kg/m³ enthalten.

• Dolomit CaMg(CO₃)₂
• Magnesit (Bitterspat) MgCO₃
• Enstatit MgSiO₃
• Olivin (Mg, Fe)₂ [SiO₄]
• Serpentin Mg₃[Si₂O₅] (OH)₄
• Talk Mg₃[Si₄O₁₀] (OH)₂
• Meerschaum Mg₄[Si₆O₁₅] (OH)₂
• Kieserit MgSO₄ * H₂O
• Schönit K₂Mg(SO₄)₂ * 6 H₂O
• Carnallit KMgCl₃ * 6 H₂O
• Spinell MgAl₂O₄

Magnesium ist als Mineralstoff für Mensch, Tier und Pflanze essentiell (lebenswichtig). Im Blattgrün der Pflanzen (Chlorophyll) ist es etwa zu zwei % enthalten. Magnesiummangel löst beim Menschen Krämpfe aus. Auch kann es zu dem Herzinfarkt kommen. Pflanzen verwelken bei Magnesiummangel.

Die Herstellung von Magnesium erfolgt vorwiegend über zwei Wege:

• Schmelzelektrolyse von geschmolzenem Magnesiumchlorid in DOW-Zellen.
  Sie bestehen aus großen eisernen Trögen, die von unten beheizt werden. Als Anoden dienen von oben eingelassene Graphitstäbe, die an den Spitzen von einer ringförmigen Kathode umgeben sind. Das metallische Magnesium sammelt sich auf der Salzschmelze und wird abgeschöpft. Das entstehende Chlorgas sammelt sich in dem oberen Teil der Zelle und wird wieder benutzt zur Herstellung von Magnesiumchlorid aus Magnesiumoxid. Zur Schmelzpunkterniedrigung des Magnesiumchlorids wird der Salzschmelze noch Calcium- und Natriumchlorid zugesetzt.

• Thermische Reduktion von Magnesiumoxid (Pidgeon Prozess)
  In einem Behälter aus Chrom-Nickel-Stahl wird gebrannter Dolomit, Schwerspat und ein Reduktionsmittel wie Ferrosilicium , Koks oder Calciumcarbid eingefüllt. Anschließend wird evakuiert (Abpumpen des Gases) und auf 1160°C erhitzt. Das dampfförmige Magnesium kondensiert am wassergekühlten Kopfstutzen außerhalb des Ofens. Das chargenweise gewonnene Magnesium wird durch Vakuumdestillation weiter gereinigt.

Der Pidgeon Prozess sowie einige andere Herstellverfahren spielen eine untergeordnete Rolle.

• Magnesiumcarbonat MgCO₃
• Magnesiumchlorid MgCl₂
• Magnesiumhydrid MgH
• Magnesiumhydroxid (Brucit) Mg(OH)₂
• Magnesiumoxid MgO
• Magnesiumsulfat MgSO₄

Magnesiumschmelzen und Magnesiumpulver sind leicht brennbar. Mit Luft und Wasser reagieren sie sehr heftig.
Magnesiumbrände dürfen nicht mit Wasser gelöscht werden. In dem Allgemeinen wird Sand empfohlen.

• WebElements.com - Magnesium (http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Mg/index.html)
• EnvironmentalChemistry.com - Magnesium (http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Mg.html)