Mengapa ia terbakar dengan cahaya sekuat itu?
Pembakaran magnesium melepaskan 602 kJ per mol oksida yang terbentuk dan mencapai suhu mendekati 3 100 °C. Pada suhu itu, magnesium oksida padat yang dihasilkan memancarkan radiasi termal kuat di seluruh spektrum tampak.
Pancaran itulah yang membuat nyalanya begitu terang. Ini bukan warna garis, seperti pada uji nyala, melainkan kontinum yang mendekati benda hitam sangat panas, dengan spektrum kaya ultraungu dekat.
Karena itu serbuk magnesium menjadi lampu kilat fotografi selama beberapa dekade, dari 1880 sampai munculnya bola lampu kilat. Cahayanya putih, berlimpah, dan berspektrum yang membekas baik pada emulsi masa itu.
⚠️ Kebakaran magnesium tidak padam dengan cara biasa. Dengan air, reaksinya adalah:
Mg + H₂O → MgO + H₂Hidrogen yang dilepas terbakar pada gilirannya. Dengan karbon dioksida terjadi hal serupa: magnesium mencabut oksigennya dan meninggalkan karbon bebas, sehingga pemadam CO₂ memperburuk keadaan. Dipakai bahan kelas D, berbasis natrium klorida atau grafit, yang bekerja dengan menutup secara fisik.
Menatap langsung nyala magnesium merusak retina karena komponen ultraungunya.
Apa yang ia lakukan di pusat klorofil?
Klorofil adalah porfirin: makrosiklus datar dengan empat nitrogen yang mengarah ke pusat. Rongga itu menampung sebuah ion logam, dan dalam klorofil itu adalah magnesium.
Pilihannya tidak sembarang. Mg²⁺ berukuran pas untuk masuk tanpa mendistorsi cincin, tidak memiliki elektron d dan karena itu tidak memasukkan keadaan elektron sendiri yang bersaing dengan keadaan makrosiklus, dan muatannya mengakukan struktur.
Kekakuan itu penting. Molekul yang lentur melesapkan energi yang diserap menjadi getaran; yang kaku menyimpannya cukup lama untuk meneruskannya ke pusat reaksi fotosintesis. Klorofil menyerap di merah sekitar 660 nm dan di biru sekitar 430, dan memantulkan hijau: dari sanalah warna tumbuhan.
Arsitektur yang sama, dengan besi alih-alih magnesium, adalah gugus hem hemoglobin. Besi memang memiliki elektron d, dan perbedaan itu memungkinkannya mengikat oksigen secara berbalik, yang justru tidak boleh dilakukan klorofil.
Kekurangan magnesium dalam tanah menimbulkan klorosis: daun menguning di antara tulang daun karena tumbuhan tidak dapat menyintesis klorofil secukupnya.
Mengapa ia dipakai dalam paduan ringan?
Karena kerapatannya. Dengan 1,738 g/cm³, magnesium 35 % lebih ringan daripada aluminium dan empat setengah kali lebih ringan daripada baja. Ia logam struktur paling tidak rapat yang ada.
Magnesium murni terlalu lunak dan terlalu reaktif untuk pemakaian struktur, sehingga ia dipadu. Seri yang paling lazim menambahkan aluminium dan seng: paduan AZ91, dengan 9 % aluminium dan 1 % seng, adalah yang paling banyak dipakai dalam pengecoran tekan.
Ia dipakai pada bodi kamera dan komputer jinjing, pada setir dan jok mobil, pada rumah transmisi, dan pada komponen dirgantara. Keunggulannya bukan hanya bobot melainkan kemampuan meredam getaran, yang melampaui aluminium.
Keterbatasannya ada dua. Ketahanan korosinya biasa saja, terutama jika ada garam, yang menuntut pelapisan. Dan magnesium berstruktur kristal heksagonal padat dengan sedikit sistem gelincir, yang membuatnya sukar dibentuk dalam keadaan dingin; ia biasanya dikerjakan dalam keadaan panas.
⚠️ Risiko kebakaran pada benda padat utuh rendah — perlu mencapai titik lebur, 650 °C — tetapi tatal dan serbuk hasil pemesinan memang berbahaya.
Bagaimana ia diperoleh?
Dengan dua cara, yang ekonominya sangat berbeda.
Jalur elektrolitik bertolak dari air laut. Lautan mengandung sekitar 1,3 gram magnesium per liter, dan cadangannya untuk keperluan praktis tak terbatas. Kapur padam ditambahkan untuk mengendapkan magnesium hidroksida, disaring, diubah menjadi klorida dengan asam klorida, dan klorida cair tersebut dielektrolisis pada sekitar 700 °C.
Inilah jalur yang dominan selama abad XX, terutama di Amerika Serikat dan Norwegia, dan ia boros listrik.
Jalur termal, yang disebut proses Pidgeon, bertolak dari dolomit, karbonat rangkap kalsium dan magnesium. Ia dikalsinasi, dicampur dengan ferosilikon, dan dipanaskan dalam vakum pada sekitar 1 200 °C; magnesium tereduksi dan menyuling sebagai uap yang mengembun terpisah.
Proses Pidgeon memakai lebih banyak energi termal tetapi lebih sedikit listrik dan menuntut modal awal lebih kecil. Tiongkok menerapkannya dalam skala besar dan kini menghasilkan sekitar 85 % magnesium dunia.
Apa perannya dalam tubuh?
Ia kation keempat paling melimpah dalam tubuh manusia dan yang kedua di dalam sel, setelah kalium.
Fungsi utamanya adalah menyertai ATP. Molekul adenosina trifosfat memiliki rantai tiga fosfat bermuatan negatif yang saling tolak; ion magnesium mengikatnya dan menetralkan sebagian muatan itu. Praktis semua enzim yang memakai ATP sebenarnya bekerja dengan kompleks Mg-ATP.
Ia juga ikut serta dalam sintesis protein, replikasi DNA, kontraksi otot, dan hantaran saraf, tempat ia bersaing dengan kalsium.
Orang dewasa mengandung sekitar 25 gram, lebih dari separuhnya dalam tulang. Asupan yang dianjurkan sekitar 300-400 mg sehari, berasal dari kacang-kacangan, polong-polongan, serealia utuh, dan sayuran berdaun hijau, yang magnesiumnya justru ada dalam klorofil.
Kekurangannya menimbulkan kram, aritmia, dan kelelahan. Magnesium sulfat intravena adalah pengobatan pilihan pada eklampsia kehamilan, salah satu indikasi farmakologi obstetri yang paling mapan.