Struktur, sifat dan kegunaan magnesium hidrida

Dia Magnesium hidrida (Mgh₂ formula molekul), ia adalah sebatian kimia dengan kandungan berat hidrogen 7.66%, dan dijumpai dalam alam sebagai pepejal kristal putih. Ia digunakan terutamanya untuk menyediakan bahan kimia lain, walaupun ia juga telah dikaji sebagai potensi penyimpanan purata untuk hidrogen.

Ia tergolong dalam keluarga salin (atau ionik) hidror, yang ditakrifkan oleh ion yang dimuatkan secara negatif. Hidrida ini dianggap sebagai yang terbentuk dari logam alkali dan logam alkali yang menakutkan, tetapi dalam hal magnesium (dan berilium) mereka mempunyai kesatuan kovalen, sebagai tambahan kepada ionik yang mencirikan keluarga hidros ini.

Model sel hidrida magnesium kesatuan, mgh2.

[TOC]

Penyediaan dan formula

Magnesium hidrida dibentuk melalui penghidrogenan langsung magnesium logam (mg) dalam keadaan tekanan tinggi dan suhu (200 atmosfera, 500 ° C) dengan pemangkin MGI₂. Reaksi anda bersamaan dengan:

Mg+h₂→ mgh₂

Pengeluaran MGH juga telah disiasat₂ pada suhu yang lebih rendah dengan penggunaan magnesium nanocrystalline yang dihasilkan di kilang bola.

Terdapat juga kaedah penyediaan lain, tetapi ia mewakili tindak balas kimia yang lebih kompleks (penghidrogenan magnesium-anthracene; tindak balas antara diethylmagnesium dengan lithium-aluminium hydride; dan sebagai produk kompleks MGH₂).

Struktur kimia

Struktur kristal magnesium hidrida

Atom ini mempunyai struktur rutilo pada suhu bilik, dengan struktur kristal tetragonal. Ia mempunyai sekurang-kurangnya empat bentuk yang berbeza dalam keadaan tekanan tinggi, dan struktur bukan sensent telah diperhatikan dengan kekurangan hidrogen; Yang terakhir hanya dibentangkan dalam sejumlah kecil zarah ketika membentuk.

Seperti yang disebutkan di atas, pautan yang wujud dalam struktur Rutilo mempunyai sifat kovalen sebahagiannya dan bukannya semata -mata ionik, seperti hidros salin lain.

Ini menyebabkan atom magnesium mempunyai bentuk sfera, sepenuhnya terionisasi, tetapi ion hidrida adalah struktur yang memanjang.

Sifat hidrida magnesium

Ciri-ciri fizikal

• Penampilan: Kristal Putih.
• Massa Molar: 26.3209 g/mol
• Ketumpatan: 1.45 g/cm³
• Titik Fusi: 285 ° C dipecahkan
• Kelarutan: Di dalam air ia hancur.

Ia dapat melayani anda: elemen kimia semulajadi

Sebatian kimia ini mempunyai berat molekul 26.321 g/mol, ketumpatan 1.45 g/cm³ dan mempunyai titik gabungan sebanyak 327 ºC.

Sifat kimia

• Pendahuluan untuk pembuatan bahan kimia lain.
• Penyimpanan hidrogen, sebagai sumber tenaga yang mungkin.
• Ejen reduktan dalam sintesis organik.

Penting untuk menunjukkan bahawa sebatian ini tidak dapat dibawa ke keadaan cair, dan apabila diambil atau titik leburnya atau diperkenalkan di dalam air, ia terurai. Hidrida ini tidak larut dalam eter.

Ia adalah bahan yang sangat reaktif dan sangat mudah terbakar, dan ia juga piroforik, iaitu, ia boleh meradang secara spontan di udara. Ketiga -tiga syarat ini mewakili risiko keselamatan yang akan disebutkan di bahagian terakhir artikel ini. 

Penggunaan/aplikasi

Penyimpanan hidrogen

Magnesium hidrida bertindak balas dengan mudah dengan air untuk membentuk gas hidrogen, melalui tindak balas kimia berikut:

Mgh₂+2h₂O → 2H₂+Mg (oh)₂

Di samping itu, bahan ini terurai pada suhu 287 ºC dan 1 tekanan bar, seperti berikut:

Mgh₂→ mg+h₂

Oleh itu, penggunaan magnesium hidrida sebagai cara penyimpanan hidrogen untuk kegunaan dan pengangkutannya telah dicadangkan.

Hidrogenasi dan dehidrogenasi jumlah magnesium logam dinaikkan sebagai cara pengangkutan.

Tindak balas hidrogenasi dan dehidrogenasi

Walaupun suhu penguraian magnesium hidrida mewakili batasan untuk digunakan, kaedah telah dinaikkan untuk meningkatkan kinetik hidrogenasi dan reaksi dehidrogenasi. Salah satu daripadanya adalah dengan pengurangan saiz zarah magnesium dengan penggunaan kilang bola. 

Boleh melayani anda: Sistem tidak masuk akal

Lumpur

Di samping itu, sistem telah dibangkitkan yang menghasilkan hidrida magnesium berbentuk lumpur (lebih mudah diurus dan pasti dalam habuk atau zarah pepejal lain), yang akan bertindak balas dengan air untuk mendapatkan hidrogen yang dikehendaki.

Dianggarkan bahawa lumpur yang telah dilantik sebelum ini akan dibentuk oleh hidrida tanah yang halus, dilindungi dengan lapisan pelindung minyak dan digantung dalam penyebaran ejen untuk memastikan ia mengekalkan konsistensinya tanpa kehilangan material, dan ia tidak menyerap kelembapan alam sekitar.

Lumpur ini mempunyai kelebihan bahawa ia dapat dipam melalui mana -mana diesel, petrol atau pam air, menjadikan cadangan ekonomi ini sebagai tambahan kepada cekap.

Sel bahan api

Magnesium hidrida dapat dilaksanakan dalam pengeluaran sel -sel bahan api maju, dan juga dalam penciptaan bateri dan penyimpanan tenaga. 

Pengangkutan dan tenaga

Sepanjang dekad yang lalu, penggunaan hidrogen telah dianggap sebagai sumber tenaga. Pelaksanaan hidrogen sebagai bahan bakar, memerlukan mencari sistem penyimpanan yang selamat dan boleh diterbalikkan dan dengan kapasiti volumetrik yang tinggi (jumlah hidrogen per unit volum) dan gravimetrik (jumlah hidrogen per unit jisim).

Alkilasi

Alco₃R) sebatian organik dalam medium asas, di mana terdapat kehadiran kumpulan -OH dalam kepekatan rendah dan suhu lebih tinggi daripada titik lebur hidrida.

Dalam kes ini hidrogen yang terdapat dalam magnesium hidrida (MGH₂), Mereka menyertai kumpulan -oh yang membentuk air. Magnesium percuma dapat menerima halogen yang sering mengiringi molekul alquilical yang bertujuan untuk menyatukan rantai hidrokarbon.

Risiko

Tindak balas air

Seperti yang telah disebutkan, magnesium hidrida adalah bahan yang bertindak balas dengan mudah dan ganas dengan air, menyampaikan keupayaan untuk mengeksploitasi kepekatan utama.

Boleh melayani anda: garam asas: formula, sifat, nomenclature, contoh

Ini berlaku kerana tindak balas eksotermiknya menghasilkan haba yang mencukupi untuk menyalakan gas hidrogen yang dikeluarkan dalam tindak balas penguraian, yang membawa kepada tindak balas rantai yang agak berbahaya.

Ia adalah piroforik

Magnesium hidrida juga piroforik, yang bermaksud bahawa ia boleh menghidupkan api secara spontan dengan kehadiran udara lembap, dan bentuk oksida magnesium dan air.

Penyedutannya dalam keadaan pepejal atau hubungan dengan wapnya tidak disyorkan: bahan dalam keadaan semula jadi dan produk penguraiannya dapat menyebabkan kecederaan serius atau bahkan kematian.

Ia dapat menghasilkan penyelesaian yang menghakis dengan air dan pencemarannya. Hubungan kulit dan mata tidak disyorkan, dan juga menghasilkan kerengsaan dalam membran mukus.

Ia tidak ditunjukkan bahawa magnesium hidrida dapat menghasilkan kesan kesihatan kronik, seperti kanser, kecacatan reproduktif atau akibat fizikal atau mental yang lain, tetapi penggunaan peralatan perlindungan apabila memanipulasi ia disyorkan (terutama pernafasan atau topeng, dengan watak serbuknya yang halus).

Semasa bekerja dengan bahan ini, kelembapan udara pada paras yang rendah mesti dikekalkan, matikan semua sumber pencucuhan dan mengangkutnya dalam drum atau bekas bekas lain.

Anda harus selalu mengelakkan bekerja dengan kepekatan besar bahan ini apabila dapat dielakkan, kerana kemungkinan letupan berkurangan dengan ketara.

Sekiranya tumpahan hidrida magnesium dibentangkan, kawasan kerja mesti diasingkan dan habuk dengan alat vakum mesti diasingkan. Anda tidak boleh menggunakan kaedah menyapu kering; meningkatkan kemungkinan tindak balas dengan hidrida. 

Rujukan

1. Zumdahl, s. S. (1998). Britannica Encyclopedia. Diambil dari Britannica.com.
2. Pubchem. (2005). Pangkalan Data Kimia Terbuka Pubchem. Diambil dari Pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gov.
3. Selamat hidrogen, l. (2006). Kongres Kereta Hijau. Diambil dari GreenCarconress.com.
4. Bahan kimia, c. (n.d.). Cameo Chemicals. Diambil dari cameochemicals.Noaa.Gov.
5. Perkhidmatan, n. J. (1987). Jabatan Kesihatan dan Perkhidmatan Kanan New Jersey. Diambil dari NJ.Gov.