Mg + HNO3 → Mg(NO3)2 + NO + H2O - Phương Trình Hóa Học

Phản ứng giữa kim loại Magie (Mg) với axit nitric (HNO₃) là một phản ứng oxi hóa khử phức tạp, trong đó kim loại đóng vai trò chất khử, còn axit nitric – một axit oxi hóa mạnh – vừa cung cấp proton (H⁺) để tạo muối nitrat, vừa đóng vai trò chất oxi hóa khi tham gia vào phản ứng khử tạo thành các sản phẩm khử như NO, NO₂, N₂O, N₂ hoặc NH₄NO₃ tùy vào nồng độ và điều kiện phản ứng. Trong phản ứng cụ thể này, sản phẩm khử là khí Nito Monoxit (NO), cho thấy HNO₃ đã bị khử sâu xuống mức oxi hóa là 0 (đơn chất) của nitơ.

Phương trình hóa học

\[Mg +  HNO_{3 (loãng)} \xrightarrow{\Delta t} Mg(NO_3)_2 + NO \uparrow +  H_2O\]

Cân bằng oxi hóa – khử:

\[3Mg + 8HNO_{3 (loãng)} \xrightarrow{\Delta t} 3Mg(NO_3)_2 + 2NO \uparrow + 4H_2O\]

Phương trình ion:

\[3Mg + 2NO_3^- + 8H^+ \xrightarrow{\Delta t} 3Mg^{2+} +  2NO \uparrow + 4H_2O\]

Điều kiện phản ứng

Phản ứng không có điều kiện đặc biệt, xảy ra trong điều kiện thường, không cần gia nhiệt hay xúc tác. Tuy nhiên, nồng độ của axit nitric là yếu tố quyết định sản phẩm khử thu được:

Dung dịch axit nitric cần đủ nồng độ (thường là HNO₃ 2M – 6M).
Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường, tuy nhiên tốc độ phản ứng tăng khi tăng nhiệt độ.
Không cần xúc tác, nhưng sự khuấy nhẹ giúp tăng hiệu quả phản ứng.
Không được sử dụng HNO₃ quá loãng nếu muốn tạo NO làm sản phẩm khí, vì khi loãng, HNO₃ chủ yếu giải phóng H₂.

Nguyên lý phản ứng

Magie bị oxi hóa: \[Mg^0 \to Mg^{2+} + 2e\]
Nitrogen trong HNO₃ bị khử từ mức oxi hóa +5 đến +2 (trong NO).

\[2NO_3^- + 8H^+ + 6e \to 2NO \uparrow + 4H_2O\]

Magie đóng vai trò chất khử mạnh, HNO₃ là chất oxi hóa. Phản ứng tổng thể là phản ứng oxi hóa‑khử phối hợp với proton hóa và tạo khí Nito oxit.

Cách thực hiện phản ứng

Chuẩn bị:

Ống nghiệm thủy tinh sạch
Dung dịch HNO₃ 4M
Dây Magiê rửa sạch bề mặt oxit
Kẹp gỗ, cốc hứng khí, quỳ tím, ống dẫn khí (nếu cần kiểm tra khí)

Tiến hành:

Cho khoảng 5 mL dung dịch HNO₃ vào ống nghiệm.
Thả dây Mg đã được làm sạch vào ống nghiệm.
Quan sát hiện tượng sủi bọt, khí thoát ra.
Khí sinh ra có thể được dẫn qua dung dịch kiềm để kiểm tra sản phẩm NO.

Lưu ý:

Magiê cần được làm sạch lớp oxit MgO để phản ứng xảy ra dễ dàng.
Tránh dùng HNO₃ quá đặc vì có thể tạo lớp oxit bảo vệ khiến phản ứng dừng.
Dẫn khí qua dung dịch kiềm để loại bỏ khí NO₂ phụ nếu có.

Nhận biết phản ứng

Dấu hiệu nhận biết phản ứng đang xảy ra:

Hiện tượng sủi bọt khí xảy ra ngay khi Magiê tiếp xúc với dung dịch axit.
Dung dịch nóng dần lên, cho thấy phản ứng tỏa nhiệt.
Nếu dùng giấy quỳ tím gần miệng ống nghiệm, có thể thấy hiện tượng mất màu do khí NO hoặc có màu nâu nhẹ nếu NO oxi hóa thành NO₂.

Cách nhận biết sản phẩm cuối cùng:

Khí sinh ra là NO: Khí NO không màu, khi ra ngoài không khí sẽ dần bị oxi hóa thành khí NO₂ có màu nâu đỏ.

\[NO + \frac{1}{2} O_2 \to NO_2 \text{(màu nâu)} \uparrow\]

Muối Mg(NO₃)₂: có thể được phát hiện bằng cách thêm dung dịch Na₂CO₃, tạo kết tủa trắng MgCO₃:

\[Mg^{2+} + CO_3^{2-} \to MgCO_3 \downarrow\]

Cơ chế chuyên sâu phản ứng

Magie (Mg) – Tác nhân khử mạnh

Trong phản ứng, magie đóng vai trò chất khử mạnh, dễ dàng nhường electron cho tác nhân oxi hóa (NO₃⁻ trong môi trường HNO₃). Điều này bắt nguồn từ đặc điểm cấu trúc nguyên tử và cấu hình electron:

Cấu hình electron: Mg: [Ne] 3s²
Hai electron lớp ngoài (3s²) có năng lượng tương đối cao, dễ bị mất → Mg → Mg²⁺ + 2e⁻
Tạo ion Mg²⁺: [Ne] – cấu hình khí hiếm nên rất bền, làm cho quá trình oxi hóa thuận lợi về mặt năng lượng.

Tính khử mạnh của Mg:

Mg có thế điện cực chuẩn: E°(Mg²⁺/Mg) = –2,37 V → nằm ở vùng rất âm → tính khử rất mạnh
Có khả năng khử mọi tác nhân oxi hóa phổ biến trong dung dịch, kể cả NO₃⁻.

Vì vậy, khi gặp môi trường oxi hóa như HNO₃ đặc, Mg nhanh chóng bị oxi hóa, giải phóng 2 electron, cho phản ứng xảy ra với cường độ lớn và tỏa nhiều nhiệt.

HNO₃ – chất oxi hóa

HNO₃ không chỉ là môi trường axit mà còn là tác nhân oxi hóa mạnh. Trong môi trường đậm đặc, HNO₃ có thể khử xuống các dạng oxit nitơ thấp hơn như NO₂, NO, thậm chí NH₄⁺ nếu gặp chất khử mạnh.

Trong môi trường dung dịch, HNO₃ có khả năng chuyển NO₃⁻ thành sản phẩm khử đó là NO khi có các điều kiện:

Nồng độ dung dịch axit cao nhưng không đậm đặc, có mặt proton và electron tự do từ Mg
Sự tồn tại giữa các dạng nitơ khác nhau → một số NO₃⁻ được khử sâu xuống NO (N +2)
Khí NO bay hơi lập tức hóa nâu trong không khí, làm phương trình dịch chuyển về hướng thuận, có lợi cho phản ứng

H⁺ – tạo môi trường thuận lợi cho phản ứng khử NO₃⁻:

Làm tăng tính tan và tính hoạt động của các sản phẩm trung gian
Proton hóa các gốc O trong NO₃⁻ giúp phá vỡ cấu trúc cộng hưởng, mở đường cho phản ứng khử
Ổn định các sản phẩm khử nitơ ở dạng khí thông qua tạo liên kết hydrogen với H₂O.

NO₃⁻ – nhận electron (chất oxi hóa thực sự):

Trong NO₃⁻, nitơ đang ở trạng thái oxi hóa +5, mức cao nhất về mặt lý thuyết của nguyên tử N.
N nằm ở chu kỳ 2, có bán kính nhỏ, mật độ điện tích cao, các orbital dễ tham gia vào phản ứng tái sắp xếp electron.
Do cấu trúc liên kết không bền (Gồm 3 liên kết N=O có tính cộng hưởng mạnh nhưng không ổn định do có 2 electron tự do, dễ bị bẻ gãy khi có H⁺ và tác nhân khử), NO₃⁻ có xu hướng nhận electron để trở về trạng thái oxi hóa thấp hơn, như NO (+2), N₂O (+1), N₂ (0) hoặc NH₃ (–3) tùy vào điều kiện và chất khử.
Trong phản ứng với Fe²⁺, nitrat bị khử về N₂O – một sản phẩm trung gian phổ biến khi nồng độ HNO₃ loãng và chất khử không quá mạnh.

Sản phẩm khử của HNO₃ và điều kiện tạo thành

Sản phẩm khử của HNO₃	Số oxh của N	Điều kiện hình thành
NO₂ (Nitơ đioxit)	+4	HNO₃ đặc, nhiệt độ cao, chất khử yếu
NO (Nitơ monoxit)	+2	HNO₃ loãng, chất khử trung bình (Fe²⁺, Cu, Zn)
N₂O (Dinitơ oxit)	+1	HNO₃ loãng, chất khử tương đối mạnh (FeO, thiếc)
N₂ (Khí nitơ)	0	HNO₃ loãng, chất khử mạnh hơn (Zn dư, Al dư)
NH₄⁺ (Ion amoni)	-3	HNO₃ loãng/đặc, chất khử cực mạnh (H₂S, Sn²⁺ dư, phản ứng mạnh mẽ

Vì sao NO₃⁻ loãng có tính oxi hóa mạnh, còn SO₄²⁻ loãng thì không?

So sánh mức oxi hóa và tính bền

Ion	Nguyên tử trung tâm	Số oxi hóa	Tính bền – Tính khử
NO₃⁻	Nitơ (N⁺⁵)	Rất cao	Không bền → Dễ khử
SO₄²⁻	Lưu huỳnh (S⁺⁶)	Rất cao	Bền → Rất khó khử

Nitơ có mức oxi hóa +5 là mức rất giàu năng lượng, dễ bị “rơi xuống” mức oxi hóa thấp hơn.
Lưu huỳnh ở +6 tuy cũng cao, nhưng các liên kết trong SO₄²⁻ (đặc biệt là 4 liên kết S=O cộng hưởng bền chặt) khiến ion này rất khó bị khử, nhất là trong môi trường loãng, không có chất khử mạnh.

So sánh cấu trúc phân tử

● NO₃⁻:

Gồm ba liên kết cộng hưởng N=O, phân bố điện tử không đều, dễ bị phá vỡ khi có mặt proton (H⁺).
N nằm ở chu kỳ 2, có bán kính nhỏ, mật độ điện tích cao, có mức năng lượng orbital thấp, khi bị chi phối bởi các tác nhân axit/kìm dễ tham gia vào phản ứng tái sắp xếp electron.

● SO₄²⁻:

Cấu trúc tetrahedron rất bền với 4 liên kết S=O mang tính π-đôi.
Lưu huỳnh là nguyên tử chu kỳ 3, có d-orbital nên các liên kết cộng hóa trị mở rộng giúp cấu trúc ổn định hơn, rất khó bị khử trừ khi gặp tác nhân khử cực mạnh hoặc môi trường đặc biệt.

Liên kết và năng lượng chuyển hóa

NO₃⁻ dễ dàng chấp nhận electron vì nitơ chưa có sự ổn định orbital đầy đủ → phản ứng khử dễ xảy ra
SO₄²⁻ không có xu hướng tham gia vào phản ứng oxi hóa – khử vì:
- Liên kết bền
- Không có khả năng proton hóa tạo sản phẩm trung gian
- Không nhận thêm electron một cách thuận lợi do cấu trúc rất ổn định và điện tích âm cao.

Vì vậy, trong các phản ứng oxi hóa – khử ở môi trường loãng, HNO₃ là tác nhân oxi hóa mạnh, trong khi H₂SO₄ chỉ thể hiện vai trò oxi hóa trong điều kiện đặc biệt (đặc, nóng).

Hiện tượng thụ động hóa – Cơ chế và bản chất

HNO₃ đặc nguội không phản ứng với các kim loại như sắt (Fe), crôm (Cr) và nhôm (Al) là do hiện tượng thụ động hóa – tức là bề mặt kim loại bị bao phủ bởi một lớp oxit bền, ngăn không cho axit tiếp xúc trực tiếp với kim loại bên trong.

Vậy lớp oxit đó hình thành từ đâu?

Do HNO₃ đặc có tính oxi hóa yếu ngay cả khi nguội

Dù không mạnh như khi đun nóng, HNO₃ đặc nguội vẫn có tính oxi hóa nhẹ, đủ để oxi hóa lớp kim loại bề mặt thành oxit.
Cụ thể:

Kim loại	Lớp oxit hình thành	Tính chất lớp oxit
Fe	Fe₂O₃	Tương đối bền
Cr	Cr₂O₃	Rất bền, chống ăn mòn cao
Al	Al₂O₃	Bền và khá dày (vài nanomet)

Quá trình hình thành rất mỏng và nhanh

Chỉ cần một lượng rất nhỏ kim loại bề mặt bị oxi hóa là đủ để hình thành lớp oxit mỏng vài nanomet.
Sau khi lớp này hình thành, nó rất bền và không tan trong HNO₃ đặc, từ đó ngăn cản H⁺ và NO₃^– tiếp xúc sâu hơn với lớp kim loại bên dưới.

Vai trò của nhiệt độ trong phản ứng giữa Mg và HNO₃ đặc

Giảm độ nhớt – Tăng khả năng khuếch tán ion

Ở nhiệt độ thường, HNO₃₄ đặc rất nhớt → khó khuếch tán H⁺ và NO₃^– vào bề mặt tấm Mg.
Khi đun nóng, độ nhớt giảm → ion dễ tiếp xúc → phản ứng xảy ra nhanh hơn.

Kích hoạt tính oxi hóa của HNO₃

Nhiệt độ cao giúp nhóm NO₃^– dễ nhận electron hơn → HNO₃ oxi hóa Mg thành Mg²⁺.
Đồng thời, N⁵⁺ bị khử thành NO₂ (khí) → phản ứng dịch chuyển theo chiều thuận (theo nguyên lý Le Chatelier).

Cung cấp năng lượng hoạt hóa

Đun nóng cung cấp năng lượng tối thiểu để phản ứng xảy ra.

Tính chất hóa học của kim loại Magie – Nâng cao

Cấu tạo nguyên tử của Magie

Số hiệu nguyên tử: 12

Cấu hình electron: 1s² 2s² 2p⁶ 3s²

Lớp electron ngoài cùng: 3s². Đây là các electron tương đối dễ bị tách ra để tạo ion Mg²⁺.

Bán kính nguyên tử: ~160 pm, khá nhỏ so với các kim loại kiềm thổ khác. Việc bán kính nhỏ cùng hai electron hóa trị giúp liên kết kim loại trong mạng tinh thể bền hơn, đồng thời làm năng lượng mạng tinh thể cao hơn các nguyên tố cùng nhóm như Ca, Sr, Ba.

Năng lượng ion hóa:

IE₁ = 737,7 kJ/mol
IE₂ = 1450,7 kJ/mol

→ Khá cao so với Ca, Sr nên Mg kém hoạt động hơn trong điều kiện thường.

Tỉ lệ mật độ điện tử: 2 electron hóa trị cho một nguyên tử trong mạng → độ bền cơ học khá tốt, nhưng kém dẻo hơn so với Al do mạng tinh thể và bán kính nguyên tử.

Cấu trúc mạng tinh thể

Magie kết tinh theo kiểu mạng lục phương xếp chặt (hexagonal close-packed – HCP), trong đó mỗi nguyên tử magie tiếp xúc trực tiếp với mười hai nguyên tử khác.

Mạng HCP có mật độ đóng gói cao tương đương với mạng lập phương tâm diện (face-centered cubic – FCC), đạt khoảng ~74%. Tuy nhiên, đặc điểm quan trọng là HCP có số mặt trượt tinh thể ít hơn FCC.

Mặt trượt là những mặt tinh thể mà tại đó các lớp nguyên tử có thể trượt lên nhau khi có tác dụng của lực cơ học, giúp vật liệu biến dạng dẻo. Do số lượng mặt trượt ít, magie có khả năng biến dạng dẻo kém hơn kim loại có cấu trúc FCC như nhôm. Ngược lại, liên kết kim loại trong HCP lại phân bố khá đồng đều và bền, giúp magie có độ bền chịu lực tốt hơn so với nhiều kim loại mềm khác. Điều này lý giải tại sao magie cứng và giòn hơn nhôm nhưng vẫn có khả năng chịu lực khá tốt.

Năng lượng mạng tinh thể cao → Mg có nhiệt độ nóng chảy khá cao so với khối lượng mol (Tm = 650 °C), nhiệt độ sôi 1090 °C.

Do mạng HCP và bán kính nhỏ, Mg có khả năng chống biến dạng dẻo tốt nhưng giòn hơn khi ở nhiệt độ thấp.

Tính chất chung của kim loại nhóm IIA (tóm gọn)

Dẫn điện, dẫn nhiệt tốt
Có ánh kim, màu trắng bạc
Có tính khử, dễ tạo ion M²⁺

\[Mg + FeSO_4 \to MgSO_4 + Fe\]

Tác dụng với phi kim mạnh khi đun nóng tạo muối hoặc oxit

\[Mg + Cl_2 \xrightarrow{\Delta t} MgCl_2\]

Tác dụng với axit loãng giải phóng H₂

\[Mg + 2HCl \to MgCl_2 + H_2 \uparrow\]

Tính chất đặc biệt & nâng cao của Magie

Ảnh hưởng của lớp màng oxit MgO trên bề mặt

Bề mặt magie trong không khí nhanh chóng hình thành một lớp màng oxit magie rất mỏng, bền và xít chặt. Lớp màng này có khả năng bám dính tốt, không tan trong nước và không bị thủy phân giống như canxi oxit. Nguyên nhân là do MgO có mạng ion rất bền, năng lượng mạng tinh thể lớn, khiến quá trình phản ứng với phân tử nước ở điều kiện thường không đủ thuận lợi về mặt năng lượng. Chính vì vậy, MgO không tạo ra phản ứng kiềm mạnh như CaO và hoạt động như một lớp “áo giáp” bảo vệ, ngăn cản hơi nước hoặc các chất oxy hóa nhẹ tiếp xúc trực tiếp với magie kim loại bên trong. Đây là lý do magie hầu như không phản ứng với nước ở nhiệt độ phòng.

Hoạt động hóa học phụ thuộc mạnh vào trạng thái bề mặt

Bề mặt Mg dễ bị phủ một lớp màng oxit MgO mỏng, bền, xít chặt gây ức chế phản ứng ở nhiệt độ thường.

Khi loại bỏ màng này (bằng HgCl₂, axit, hoặc mài cơ học), vì vậy Mg phản ứng nhanh hơn nhiều.

Lớp MgO chịu được nhiều môi trường ăn mòn (nước biển, dung dịch kiềm yếu) vì vậy kim loại Mg thường được dùng làm vật liệu bảo vệ (anode hy sinh) cho thép.

Khả năng phản ứng với nước nóng và hơi nước

Ở nhiệt độ thường, Mg gần như không phản ứng với nước lỏng do màng MgO bảo vệ.

Nhưng khi đun nóng:

\[Mg + H_2O_{(hơi)} \xrightarrow{>100^\circ C} MgO + H_2 \uparrow\]

Tính chất này được khai thác trong một số pin hydro tại chỗ: Mg + nước nóng → giải phóng H₂ cho pin nhiên liệu.

Khả năng đốt cháy đặc biệt mạnh

Mg cháy trong không khí với ngọn lửa trắng chói → tỏa nhiệt cao (t > 3100 °C), đủ để khử một số oxit kim loại bền (SiO₂, Al₂O₃) và cả nitơ:

Với SiO₂:

\[2Mg + SiO_2 \rightarrow 2MgO + Si\]

Với N₂:

\[3Mg + N_2 \rightarrow Mg_3N_2\]

Đặc điểm này khiến Mg được dùng trong pháo sáng, bom cháy, thuốc nổ ánh sáng trắng.

Phản ứng với CO₂ và vai trò trong cứu hỏa đặc biệt

Mg có thể khử CO₂ thành C ở nhiệt độ cao:

\[2Mg + CO_2 \rightarrow 2MgO + C\]

Khả năng cháy mạnh và hiện tượng khó dập tắt của Magie

Magie là kim loại có khả năng cháy rất mạnh khi tiếp xúc với không khí. Khi bốc cháy, magie phát ra ánh sáng trắng chói và sinh ra nhiệt lượng rất lớn, nhiệt độ ngọn lửa có thể vượt quá ba nghìn độ C. Nhiệt độ này đủ cao để phá vỡ và khử nhiều oxit kim loại bền như silic dioxit hoặc nhôm oxit. Đặc biệt, magie đang cháy có thể phản ứng trực tiếp với nitơ trong không khí, tạo thành magie nitrua.

Điểm nguy hiểm của các vụ cháy magie là quá trình cháy không chỉ phụ thuộc vào oxy mà còn có thể duy trì bởi nhiều khí khác trong môi trường. Ngoài oxy, magie nóng đỏ có thể khử khí cacbonic để tạo cacbon rắn và oxit magie, đồng thời giải phóng một lượng nhiệt lớn, khiến ngọn lửa càng bùng mạnh. Tương tự, khi tiếp xúc với hơi nước, magie nóng sẽ tách hydro từ nước, tạo khí hydro dễ cháy, làm quá trình cháy lan rộng và khó kiểm soát. Ngay cả nitơ – vốn là khí trơ trong điều kiện thường – cũng tham gia phản ứng ở nhiệt độ cao, tạo hợp chất nitrua, tiếp tục duy trì sự cháy. Điều này có nghĩa là ngay cả trong môi trường nghèo oxy, magie vẫn có thể duy trì quá trình cháy nhờ phản ứng với nhiều thành phần khác trong khí quyển.

Vì đặc điểm này, các phương pháp chữa cháy thông thường hầu như không hiệu quả, thậm chí phản tác dụng. Một số loại chất chữa cháy và khả năng áp dụng đối với cháy magie như sau:

Khí CO₂: Tuyệt đối không sử dụng, vì magie sẽ khử khí cacbonic, giải phóng thêm nhiệt và tạo cacbon rắn, khiến đám cháy bùng mạnh hơn.
Nước hoặc hơi nước: Tuyệt đối không sử dụng, vì magie sẽ tách hydro từ nước. Khí hydro sinh ra bắt cháy ngay, gây nổ hoặc cháy lan.
Bột chữa cháy loại ABC hoặc AB (thường chứa amoni photphat, natri bicacbonat, hoặc kali bicacbonat): Không được khuyến khích, vì thành phần trong bột có thể bị magie khử ở nhiệt độ cao, làm giảm hiệu quả và có nguy cơ gây phản ứng phụ.
Bột chữa cháy loại D (dành riêng cho kim loại cháy): Là phương án an toàn và hiệu quả nhất. Loại bột này thường chứa các muối khô hoặc bột kim loại không cháy (như clorua natri khô, grafit, hoặc bột talc) có khả năng bao phủ, cách ly hoàn toàn magie khỏi không khí và tản nhiệt.
Cát khô: Có thể dùng khi không có bột loại D, với điều kiện cát phải khô tuyệt đối và hạt đủ mịn để phủ kín vùng cháy, ngăn tiếp xúc với oxy.
Khí nitơ: Không hiệu quả trong việc dập cháy magie, vì ở nhiệt độ cao, nitơ có thể phản ứng tạo magie nitrua, tiếp tục duy trì sự cháy.

Trong công nghiệp, khi gia công, cắt gọt hoặc đánh bóng magie và hợp kim magie, cần áp dụng các biện pháp phòng cháy nghiêm ngặt. Các vụ cháy magie cần được xử lý nhanh chóng bằng phương pháp cách ly vật liệu cháy với không khí và hạ nhiệt, tuyệt đối tránh dùng những chất chữa cháy có khả năng phản ứng với magie ở nhiệt độ cao.

Khả năng khử đặc biệt trong điều chế kim loại

Mg là chất khử mạnh ở nhiệt độ cao, dùng để điều chế kim loại từ oxit của chúng (quá trình Pidgeon để sản xuất Mg từ dolomit, hay khử TiCl₄ để tạo titan trong quy trình Kroll):

\[TiCl_4 + 2Mg \xrightarrow{800^\circ C} 2MgCl_2 + Ti\]

Đây là vai trò công nghiệp chiến lược của Mg.

Hình thành hợp kim nhẹ nhưng bền

Mg dễ tạo hợp kim với Al, Zn, Mn… → hợp kim magnesium-based rất nhẹ, bền, dùng trong công nghiệp hàng không và quân sự.

Do cấu trúc HCP, hợp kim Mg thường có độ bền kéo cao nhưng ít dẻo, bù lại kháng ăn mòn tốt trong môi trường khô.

Ứng dụng của phản ứng và sản phẩm

Magie nitrat – Mg(NO₃)₂:

Là chất tan tốt trong nước, được sử dụng làm phân bón gốc nitrat, cung cấp cả Mg và N cho cây trồng.
Là tiền chất trong tổng hợp hóa học và vật liệu.
Ứng dụng trong xúc tác, điều chế hợp chất vô cơ khác.

Ứng dụng trong phân tích định tính và định lượng:

Dùng xác định tính khử của kim loại nhóm IIA.
Xác định sản phẩm khử của ion NO₃⁻.

Ứng dụng trong sản xuất muối nitrat:

Mg(NO₃)₂ được ứng dụng làm phân bón vi lượng.
Là nguồn cung nitrat trong một số phản ứng xúc tác và tổng hợp hóa học.

Ứng dụng trong nghiên cứu cơ chế oxi hóa khử:

Cơ chế của phản ứng giúp nghiên cứu sự khử từng cấp độ của NO₃⁻.
Giúp làm rõ vai trò điều kiện phản ứng đối với sản phẩm thu được (NO, NO₂, N₂O, NH₄⁺).