MAGNEZIJEV HIDRID: FORMULA, STRUKTURA I SVOJSTVA - KEMIJA - 2025

Magnezijev hidrid (MGH ₂ molekulskoj formuli), je kemijski spoj koji sadrži težinom vodik 7,66%, te se nalaze u prirodi, kao bijela kristalna krutina. Koristi se uglavnom za pripremu drugih kemijskih tvari, iako je također proučavan kao potencijalni medij za skladištenje vodika.

Pripada obitelji fizioloških (ili ionskih) hidrida koji su definirani negativno nabijenim H-ionom. Ti se hidridi smatraju onim koji nastaju od alkalnih metala i zemnoalkalijskih metala, ali u slučaju magnezija (i berilija) imaju kovalentne veze, osim onih ionskih koji karakteriziraju ovu obitelj hidrida.

Jedinični stanični model magnezijevog hidrida, MgH2.

Priprema i formula

Magnezijev hidrid nastaje izravni hidrogenacije metalnog magnezij (Mg), pod uvjetima visokog tlaka i temperature (200 bara, 500 ° C) s Mgl ₂ katalizatora. Vaša je reakcija jednaka:

Mg + H ₂ → MGH ₂

Ispitana je i proizvodnja MgH ₂ pri nižim temperaturama uz uporabu nanokristalnog magnezija proizvedenog u mlinicama.

Postoje i drugi postupci za pripremu, ali one predstavljaju složeniji kemijske reakcije (magnezij-antracen hidrogenacije, da se reakcija između diethylmagnesium s litij-aluminij-hidrida, a kao produkt A. MGH ₂ kompleks).

Kemijska struktura

Ovaj atom ima rutilnu strukturu na sobnoj temperaturi, s tetragonalnom kristalnom strukturom. Ima najmanje četiri različita oblika pod uvjetima visokog tlaka, a primijećena je i nestehiometrijska struktura s nedostatkom vodika; potonje se pojavljuje samo u vrlo malim količinama čestica kada se formira.

Kao što je gore spomenuto, veze koje postoje u rutilnoj strukturi imaju djelomično kovalentna svojstva, a ne čisto ionske poput ostalih hidridova soli.

Zbog toga atom magnezija ima sferni oblik, potpuno ioniziran, ali njegov hidridni ion ima izduženu strukturu.

Fizička i kemijska svojstva

fizička

• Izgled: Bijeli kristali.
• Molarna masa: 26.3209 g / mol
• Gustoća: 1,45 g / cm ³
• Talište: 285 ° C se raspada
• Topljivost: u vodi se razgrađuje.

Ovaj kemijski spoj ima molekulsku masu od 26,321 g / mol, gustoću 1,45 g / cm3 i talište je 327 ºC.

kemijski

• Prekursor za proizvodnju drugih kemijskih tvari.
• Spremanje vodika, kao mogući izvor energije.
• Redukcijsko sredstvo u organskoj sintezi.

Važno je napomenuti da se ovaj spoj ne može dovesti u tekuće stanje, a kada se dovede do tališta ili unese u vodu, on se razgrađuje. Ovaj hidrid je netopljiv u eteru.

To je vrlo reaktivna i lako zapaljiva tvar, a ujedno je i piroforna, odnosno može se spontano zapaliti u zraku. Ova tri uvjeta predstavljaju sigurnosne rizike koji će biti spomenuti u posljednjem odjeljku ovog članka.

Prijave

Skladište vodika

Magnezijev hidrid lako reagira s vodom, pri čemu nastaje plin vodik, sljedećim kemijskim reakcijama:

MGH ₂ + 2H ₂ O → 2H ₂ + Mg (OH) ₂

Nadalje, ta se supstanca raspada pri temperaturi od 287 ° C i tlaku od 1 bara, kako slijedi:

MGH ₂ → Mg + H ₂

Stoga je uporaba magnezijevog hidrida predložena kao medij za skladištenje vodika za njegovu uporabu i transport.

Hidrogeniranje i dehidrogeniranje količine metalnog magnezija predloženo je kao način transporta količina plinovitog vodika, čime se osigurava da ne istječe tijekom transporta i predstavlja sigurniji i praktičniji način nego kod uporabe visokotlačnih posuda.,

Reakcije hidrogeniranja i dehidriranja

Iako temperatura razgradnje magnezijevog hidrida predstavlja ograničenje za njegovu upotrebu, predložene su metode za poboljšanje kinetike reakcija hidrogeniranja i dehidriranja. Jedan od njih je smanjenje veličine čestica magnezija uz uporabu mlinskih kuglica.

Blato

Nadalje, predložen je sustav koji stvara magnezijev hidrid u obliku mulja (upravljiviji i sigurniji od onoga u prahu ili drugih krutih čestica), koji bi reagirao s vodom da bi se dobio željeni vodik.

Procjenjuje se da bi gore spomenuti mulj nastao fino mljevenim hidridom, zaštićen zaštitnim slojem ulja i suspendiran u raspršivačima kako bi se osiguralo održavanje njegove konzistencije bez gubitka materijala i da ne apsorbira vlagu iz okoliša.

Prednost ovog mulja je što se može crpiti kroz bilo koju uobičajenu dizelsku, benzinsku ili vodenu pumpu, što ovaj prijedlog čini ekonomičnim i učinkovitim.

Gorive ćelije

Magnezijev hidrid može se primijeniti u proizvodnji naprednih gorivnih ćelija, kao i u stvaranju baterija i skladištenja energije.

Transport i energija

Tijekom posljednjih desetljeća razmatrana je upotreba vodika kao izvora energije. Uvođenje vodika kao goriva zahtijeva pronalaženje sigurnih i reverzibilnih sustava skladištenja s velikim volumetrijskim kapacitetima (količina vodika po jedinici volumena) i gravimetrijskim (količina vodika po jedinici mase).

alkilacija

Alkiliranje (dodavanje CH ₃ R alkil grupa) iz organskih spojeva u bazičnom mediju, u kojem su prisutni u malim koncentracijama, a na temperaturama iznad tališta hidrida -OH skupinu.

U ovom slučaju svi vodikovi prisutan u magnezijev hidrid (MGH ₂), veže se na -OH skupina, tvore vode. Slobodni magnezij može primiti halogen koji često prati alkilnu molekulu koja se namjerava vezati na ugljikovodični lanac.

rizici

Reakcija s vodom

Kao što je već spomenuto, magnezijev hidrid je tvar koja vrlo lako i snažno reagira s vodom, što pokazuje sposobnost eksplozije u većim koncentracijama.

To se događa jer njegova egzotermna reakcija stvara dovoljno topline da zapali plin vodik koji se oslobađa u reakciji razgradnje, što dovodi do prilično opasne lančane reakcije.

Piroforna je

Magnezijev hidrid je također piroforni, što znači da se može spontano zapaliti u prisustvu vlažnog zraka, tvoreći magnezijev oksid i vodu.

Udisanje u čvrstom stanju ili kontakt sa isparavanjem ne preporučuje se: tvar u prirodnom stanju i proizvodi razgradnje mogu prouzrokovati ozbiljne ozljede ili čak smrt.

Može stvoriti korozivne otopine u kontaktu s vodom i njezinim onečišćenjem. Kontakt s kožom i očima se ne preporučuje, a također izaziva iritaciju na sluznici.

Pokazalo se da magnezijev hidrid ne uzrokuje kronične zdravstvene učinke, poput raka, reproduktivnih oštećenja ili drugih tjelesnih ili mentalnih posljedica, ali se preporučuje uporaba zaštitne opreme pri rukovanju s njim (posebno respiratorima ili maskama, zbog lik finog praha).

Pri radu s ovom tvari održavajte vlažnost zraka na niskim razinama, ugasite sve izvore zapaljenja i transportirajte ga u bubnjevima ili drugim spremnicima.

Uvijek se treba izbjegavati rad s velikim koncentracijama ove tvari jer se mogućnost eksplozije znatno smanjuje.

Ako dođe do izlijevanja magnezijevog hidrida, radno područje treba izolirati, a prašinu sakupiti prahom. Nikada ne biste trebali koristiti metodu suhog čišćenja; povećava šanse za neku reakciju s hidridom.

Reference

1. Zumdahl, SS (1998). Enciklopedija Britannica. Preuzeto sa britannica.com.
2. Pubchem. (2005). PubChem baza podataka otvorene kemije. Preuzeto iz pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
3. Sigurni vodik, L. (2006). Kongres zelenih automobila. Preuzeto sa greencarcongress.com.
4. Chemicals, C. (nd). Cameo Chemicals. Preuzeto s cameochemicals.noaa.gov.
5. Službe, NJ (1987). New Jersey, Ministarstvo zdravlja i starijih usluga. Preuzeto s nj.gov.