Magnesiumhydridformel, kjemisk struktur og egenskaper



den magnesiumhydrid (MGH2 av molekylær formel), er en kjemisk forbindelse med innhold i vekt av hydrogen på 7,66% og funnet i naturen som et hvitt krystallinsk faststoff. Det brukes hovedsakelig til å forberede andre kjemiske stoffer, selv om det også har blitt studert som et potensielt lagringsmedium for hydrogen.

Det hører til familien (eller ion) salt hydrider, de som er definert av negativt ladede ion H-. Disse hydrider blir betraktet som de som er dannet fra alkalimetaller og jordalkalimetaller, men i tilfelle av magnesium (og beryllium) har kovalente bindinger, ioniske tillegg til de som karakteriserer denne familien hydrider.

index

  • 1 Fremstilling og formel
  • 2 Kjemisk struktur
  • 3 Fysiske og kjemiske egenskaper
    • 3.1 Fysisk
    • 3.2 Kjemikalier
  • 4 bruksområder
    • 4.1 Hydrogenlagring
    • 4.2 Reaksjoner på hydrogenering og dehydrogenering
    • 4.3 Mudder
    • 4.4 Brenselceller
    • 4.5 Transport og energi
    • 4.6 Alkylering
  • 5 risikoer
    • 5.1 Reaksjon med vann
    • 5.2 Det er pyroforisk
  • 6 Referanser

Fremstilling og formel

Magnesiumhydrid dannes ved direkte hydrogenering av magnesium (Mg) metall under betingelser med høyt trykk og temperatur (200 atmosfærer, 500 ºC) med en MgI katalysator2. Dens reaksjon svarer til:

Mg + H2→ MgH2

Produksjonen av MgH har også blitt undersøkt2 ved lavere temperaturer ved bruk av nanokrystallinsk magnesium produsert i kulmøller.

Det finnes også andre metoder for fremstilling, men de representerer mer komplekse kjemiske reaksjoner (hydrogenering av magnesiumantracen, reaksjonen mellom dietylmagnesium med litium-aluminiumhydrid og som et produkt av et MgH-kompleks2).

Kjemisk struktur

Dette atom har en struktur av rutil ved romtemperatur, med en tetragonal krystallinsk struktur. Den har minst fire forskjellige former under høytrykksforhold, og en ikke-støkiometrisk struktur med hydrogenmangel er også observert; sistnevnte skjer bare i svært små mengder partikler når de dannes.

Som nevnt ovenfor har bindingene som eksisterer i rutilstrukturen delvis kovalente egenskaper i stedet for å være rent ioniske, som andre saltvannhydrider.

Dette får magnesiumatomet til å ha en sfærisk form, totalt ionisert, men hydridjonen har en langstrakt struktur.

Fysiske og kjemiske egenskaper

fysisk

  • Utseende: Hvite krystaller.
  • Molmasse: 26,3209 g / mol
  • Tetthet: 1,45 g / cm3
  • Smeltepunkt: 285 ° C nedbrytes
  • Løselighet: I vann dekomponerer.

Denne kjemiske forbindelsen har en molekylvekt på 26,321 g / mol, en densitet på 1,45 g / cm3 og har et smeltepunkt på 327 ° C.

kjemisk

  • Forløper for fremstilling av andre kjemiske stoffer.
  • Hydrogenlagring, som en mulig energikilde.
  • Reduksjonsmiddel i organisk syntese.

Det er viktig å indikere at denne forbindelsen ikke kan bringes til væskeform, og når den bæres eller dens smeltepunkt eller innføres i vann, dekomponerer den. Dette hydridet er uoppløselig i eter.

Det er en svært reaktiv og svært brannfarlig substans, og er også pyroforisk, det vil si at den kan antennes spontant i luften. Disse tre forholdene representerer sikkerhetsrisiko som blir nevnt i den siste delen av denne artikkelen. 

søknader

Hydrogenlagring

Magnesiumhydrid reagerer lett med vann for å danne hydrogengass, gjennom følgende kjemiske reaksjon:

MGH2+2H2O → 2H2+Mg (OH)2

I tillegg dekomponerer dette stoffet ved temperaturen 287 ° C og et trykk på 1 bar, som følger:

MGH2→ Mg + H2

Derfor er anvendelsen av magnesiumhydrid som et hydrogenlagringsmedium for bruk og transport blitt foreslått.

hydrogenering og dehydrogenering av en mengde med metallisk magnesium som en måte å transportere mengder av hydrogengass oppstår, sikrer at ingen lekkasje derav i transport og representerer en sikrere og enklere måte enn med bruk av høy trykkbeholdere.

Hydrogenerings- og dehydrogeneringsreaksjoner

Selv om dekomponeringstemperaturen for magnesiumhydrid representerer en begrensningsfaktor for dens bruk, har det blitt foreslått metoder for å forbedre kinetikken av hydrogenerings- og dehydrogeneringsreaksjoner. En av disse er med reduksjonen av magnesiumpartiklens størrelse ved bruk av kulmøller. 

gjørme

Det har også reist et system som produserer magnesiumhydrid som slam (mer håndterlig og sikker på at pulver eller andre faste partikler) som ville bli reagert med vann for å oppnå det ønskede hydrogen-.

Det er anslått at det er navngitt ovenfor slammet ville bestå av en finmalt hydrid, som er beskyttet med en beskyttende lag av oljer og suspenderes i dispergeringsmidler for å sikre at fastholder konsistens uten tap av materiale, og som ikke absorberer fuktighet.

Denne slam har fordelen at den kan pumpes gjennom en vanlig diesel-, bensin- eller vannpumpe, noe som gjør dette økonomiske forslaget så effektivt som effektivt..

Brenselceller

Magnesiumhydrid kan implementeres i produksjon av avanserte brenselceller, og også i opprettelse av batterier og energilagring. 

Transport og energi

I løpet av de siste tiårene har bruk av hydrogen som energikilde blitt vurdert. Implantasjonen av hydrogen som drivstoff, krever å finne trygge og reversible lagringssystemer og med høy volumetrisk kapasitet (mengde hydrogen per voluminnhold) og gravimetrisk (mengde hydrogen per masse).

alkylering

Alkylering (tilsett CH-alkylgrupper3R) av organiske forbindelser i basisk medium, hvor det er tilstedeværelse av -OH grupper ved lave konsentrasjoner og temperaturer høyere enn smeltepunktet av hydridet.

I dette tilfelle er hydrogenene tilstede i magnesiumhydrid (MgH2), delta i -OH-gruppene som danner vann. Fri magnesium kan få halogenet som ofte følger med alkylmolekylet som er ment å binde seg til hydrokarbonkjeden.

risikoer

Reaksjon med vann

Som nevnt er magnesiumhydrid et stoff som reagerer veldig lett og voldsomt med vann, og presenterer evnen til å eksplodere ved høyere konsentrasjoner.

Dette skjer fordi den eksoterme reaksjonen gir nok varme til å antennes hydrogengassen som slippes ut i dekomponeringsreaksjonen, noe som fører til en ganske farlig kjedereaksjon..

Det er pyroforisk

Magnesiumhydrid er også pyroforisk, noe som betyr at det kan antennes spontant i nærvær av fuktig luft, og danner magnesiumoksid og vann.

Dens innånding anbefales ikke i fast tilstand eller i kontakt med dampene: stoffet i dets naturlige tilstand og dets nedbrytningsprodukter kan forårsake alvorlige skader eller til og med dødsfall.

Det kan generere korrosive løsninger i kontakt med vann og forurensning av det. Kontakt med hud og øyne anbefales ikke, og genererer også irritasjon i slimhinnene.

Det har ikke blitt vist at magnesiumhydrid kan generere kroniske helseeffekter som kreft, reproduksjonsforstyrrelser eller andre fysiske eller psykiske konsekvenser, men bruk av verneutstyr er anbefalt ved håndtering (særlig respiratorer eller masker, for sin fint støv karakter).

Ved arbeid med dette stoffet må luftfuktigheten holdes på lave nivåer, slukke alle antennelseskilder og transportere det i trommer eller andre beholderbeholdere..

Du bør alltid unngå å arbeide med store konsentrasjoner av dette stoffet når det kan unngås, da muligheten for en eksplosjon avtar betydelig.

Hvis det kommer et utslipp av magnesiumhydrid, skal arbeidsområdet isoleres og støvet samles opp med støvsuger. Du bør aldri bruke tørr feiingsmetoden; øker sjansene for en reaksjon med hydrid. 

referanser

  1. Zumdahl, S. S. (1998). Encyclopedia Britannica. Hentet fra britannica.com.
  2. Pubchem. (2005). PubChem Open Chemistry Database. Hentet fra pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  3. Safe Hydrogen, L. (2006). Green Car Congress. Tatt fra greencarcongress.com.
  4. Kjemikalier, C. (n.d.). Cameo Chemicals. Hentet fra cameochemicals.noaa.gov.
  5. Services, N.J. (1987). New Jersey Department of Health og Senior Services. Tatt fra nj.gov.