雜說(shuō)生活中的鎂

馮大誠(chéng)

鎂是一種活潑的金屬，容易在空氣中燃燒——鎂與氧氣迅速反應(yīng)，生成氧化鎂。在這個(gè)過(guò)程中，鎂原子失去兩個(gè)電子，形成正二價(jià)的鎂離子，而氧原子得到兩個(gè)電子，形成負(fù)二價(jià)的氧離子。由于鎂離子與氧離子都是二價(jià)的，且鎂離子半徑很小，根據(jù)庫(kù)侖定律，這兩種離子之間的引力很大，因此氧化鎂的熔點(diǎn)非常高，達(dá)到2852℃，是一種非常好的耐火材料。

不過(guò)，離我們生活最近的鎂離子就在每天喝的水里。飲用水的水源不外乎兩類，一類是地面水，另一類是地下水。人們常說(shuō)地下水比較“硬”。那么，水“軟”和水“硬”的標(biāo)準(zhǔn)是什么呢？簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是看水中的鈣離子和鎂離子的含量，含量少的是軟水，含量多的是硬水。

鎂離子和鈣離子都是帶正電荷的離子，水本身是電中性的。也就是說(shuō)，水中一定還有帶負(fù)電荷的離子。一般情況下，碳酸氫根離子就是一類這樣的負(fù)離子。它是空氣中的二氧化碳溶解在水里所形成的。當(dāng)我們燒開水的時(shí)候，隨著溫度的升高，二氧化碳在水里越來(lái)越少，碳酸氫根離子就容易變成碳酸根離子，并與鈣離子和鎂離子結(jié)合成溶解度很小的碳酸鈣和碳酸鎂沉淀下來(lái)，這就是水垢的主要成分。一般情況下，水垢多的水，就是硬水。那么，硬水對(duì)人的身體健康有沒(méi)有危害呢？

我們都知道，鈣離子對(duì)人體是有益的。我們常吃的不少種類的鈣片，其成分就是碳酸鈣。作為同一族的元素，鎂與鈣的化學(xué)性質(zhì)非常相近，在人體生物化學(xué)中的作用也基本相似。只是鎂離子比鈣離子小，在一些分子間作用與離子半徑有關(guān)的場(chǎng)合，兩者才能夠顯示出明顯的不同。所以，鎂與鈣一樣，都是人體必需的重要的營(yíng)養(yǎng)元素。

鎂元素對(duì)于骨骼和牙齒的形成有重要的作用，是骨骼和牙齒的組成部分，人體中的鎂60%～65%存在于骨骼和牙齒中。鎂離子作為酶的激活劑，參與數(shù)以百計(jì)的酶促反應(yīng)，糖類、脂肪、蛋白質(zhì)和核酸等生物物質(zhì)的代謝過(guò)程都需要鎂離子的參與。鎂離子與鈣、鉀等離子協(xié)同，維持神經(jīng)、肌肉的興奮性。血液中鎂離子的含量低，神經(jīng)、肌肉的興奮性增高；反之，則有鎮(zhèn)靜作用。

正因?yàn)殒V元素是人體必需的營(yíng)養(yǎng)元素，所以，水里面有一些鎂離子也是有益的，在燒水的時(shí)候出現(xiàn)一些水垢也沒(méi)有什么關(guān)系。

一般來(lái)說(shuō)，地下水（包括絕大多數(shù)真正的礦泉水）都是比較硬的。有人認(rèn)為由地下提取的自來(lái)水太硬，有水垢，要用礦泉水代之，這是很可笑的。因?yàn)榘训V泉水燒開，也一定有水垢，只是人們喝礦泉水不會(huì)燒開而已。另外，水垢中實(shí)際上并不只有碳酸鈣和碳酸鎂，即使是合格的水源，有時(shí)也會(huì)有極少量的其他重金屬離子。這些重金屬離子日久天長(zhǎng)沉積在水垢中，含量就有可能會(huì)增加，再加上水垢還會(huì)影響燒水的熱效率，所以水垢還是要及時(shí)清除。對(duì)于工業(yè)鍋爐，過(guò)多的水垢可是個(gè)大問(wèn)題，會(huì)堵塞管道甚至?xí)鸨?，工業(yè)鍋爐用水需要專門加以軟化。

當(dāng)然，水中的鈣離子和鎂離子并不是人體主要攝入途徑，主要途徑還是食物。作為人體必需的營(yíng)養(yǎng)元素，鎂元素有一個(gè)攝入量的問(wèn)題。中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)建議，成年男性每天的攝入量為350毫克，成年女性為300毫克，孕婦以及哺乳期女性為450毫克。

鎂元素廣泛存在于植物性食物中，在動(dòng)物肌肉和內(nèi)臟中也較多。與影響鈣元素的攝入一樣，草酸也影響鎂元素的攝入。動(dòng)物性食物中鎂的利用率較高，植物性食物中鎂的利用率則較低。

在植物中，鎂離子起到特別重要的作用。眾所周知，動(dòng)物包括我們?nèi)祟愔阅軌蛏?，主要是因?yàn)橛兄参镒鳛橹苯踊蜷g接的食物。植物的生長(zhǎng)則是因?yàn)樗鼈兡軌蜻M(jìn)行光合作用。光合作用把水和空氣中的二氧化碳結(jié)合成葡萄糖和其他有機(jī)物，這是一個(gè)需要能量輸入的反應(yīng)，這個(gè)天然能量就是陽(yáng)光。在這個(gè)反應(yīng)中吸收陽(yáng)光的關(guān)鍵分子就是葉綠素。葉綠素的分子結(jié)構(gòu)中包括四個(gè)吡咯構(gòu)成的卟啉環(huán)，四個(gè)吡咯與中間的鎂離子結(jié)合。

可以說(shuō)，沒(méi)有葉綠素，地球上就沒(méi)有如今天這樣的生物圈。從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，鎂是形成地球生物圈最重要的元素之一。

由于每人每天所需要的鎂量并不算多，只要正常飲食，人們就不需要特別補(bǔ)充含鎂制劑。

民間用來(lái)點(diǎn)豆腐的鹵水，就以氯化鎂為主要成分。氯化鎂這種電解質(zhì)使得豆?jié){中的大豆蛋白變性而沉淀，擠壓出去一些水分后就成了豆腐。過(guò)多攝入鹵水是有害的，不過(guò)點(diǎn)豆腐時(shí)并不需要很多鹵水，而我們每次也不可能吃特別多的豆腐，所以不用擔(dān)心吃豆腐引起鹵水中毒。

鹵水也叫苦鹵、鹽鹵，一般指由海水等咸水制鹽時(shí)所殘留的母液，主要成分是氯化鎂、硫酸鎂以及氯化鈉的混合物。這些化合物都溶解在海水里，海水經(jīng)日曬因水分蒸發(fā)而濃縮，氯化鈉的溶解度比較小，所以先結(jié)晶出來(lái)。氯化鎂和硫酸鎂的溶解度比較大，仍然停留在海水里，所以殘留下的母液里，氯化鎂、硫酸鎂的含量就高了。

為什么氯化鈉溶解度小而氯化鎂溶解度大呢？原來(lái)，鎂離子帶兩個(gè)正電荷，所謂兩個(gè)正電荷的意思就是缺少兩個(gè)電子。水中的氧原子正好有兩對(duì)“孤電子對(duì)”。這樣，一個(gè)鎂離子與一個(gè)氧原子相互吸引，一個(gè)二價(jià)正離子相對(duì)一對(duì)孤電子對(duì)，一對(duì)一，沒(méi)有“第三者”，鎂離子就特別“親水”了。

過(guò)去的食用鹽是大顆粒的海鹽，沒(méi)有經(jīng)過(guò)重結(jié)晶深加工，其中會(huì)含有一些氯化鎂。家里的鹽放在鹽罐里，時(shí)間一長(zhǎng)，空氣中的水分會(huì)被氯化鎂吸收而溶解，鹽罐里就“出水”了。這是氯化鎂的潮解作用。順便說(shuō)一下，鈣離子也有相似的性質(zhì)。所以，氯化鎂、氯化鈣都可以作為干燥劑，來(lái)吸收空氣中的水分，以保持局部空間內(nèi)的干燥。

我們看體育比賽，體操運(yùn)動(dòng)員在比賽前，往往在手上和單、雙杠上抹上一些雪白的“鎂粉”，舉重運(yùn)動(dòng)員也會(huì)在手上和杠鈴的握杠上抹上“鎂粉”。這種“鎂粉”的成分是硫酸鎂，由于鎂離子與水比較“親近”，硫酸鎂的吸水性很強(qiáng)，能夠吸收手上的汗水，使手保持干燥，同時(shí)也增加手與器械之間的摩擦力，不容易造成滑脫。

作為一種輕金屬，鎂可以成為合金的一個(gè)重要組分，與許多金屬形成合金，鋁鎂合金就是最重要的一種。鎂的各種合金在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)中都有非常重要的作用。這是鎂的最重要用途。6892F4F4-7322-4331-A043-EA78640B99B3