Struktura magnezijevega hidrida, lastnosti in uporabe

On Magnezijev hidrid (MGH₂ iz molekularne formule) je kemična spojina z vsebnostjo teže vodika v 7.66%in v naravi najdemo kot belo kristalno trdno. Uporablja se predvsem za pripravo drugih kemičnih snovi, čeprav so ga preučevali tudi kot povprečni potencial za vodik.

Pripada družini fizioloških (ali ionskih) hidrorjev, ki jih definira negativno obremenjeni ion. Ti hidridi veljajo za tiste, ki so oblikovani iz alkalnih kovin in grozljivih alkalnih kovin, vendar imajo v primeru magnezija (in berilskega) kovalentne sindikate, poleg tistih ionov, ki označujejo to družino hidrosov.

Model enotnega magnezijevega hidrida, MGH2.

[TOC]

Priprava in formula

Magnezijev hidrid nastane z neposrednim hidrogenacijo kovinskega magnezija (MG) v pogojih visokega tlaka in temperature (200 atmosfere, 500 ° C) z MGI katalizatorjem₂. Vaša reakcija je enakovredna:

Mg+h₂→ MGH₂

Raziskana je bila tudi proizvodnja MGH₂ pri nižjih temperaturah z uporabo nanokristalnega magnezija, proizvedenega v krogličnih mlinih.

Obstajajo tudi druge metode priprave, vendar predstavljajo bolj zapletene kemijske reakcije (hidrogenacija magnezijevega antracena; reakcija med dietilmagnezijem z litij-aluminijskim hidridom; in kot produkt kompleksa MGH₂).

Kemična struktura

Kristalna struktura magnezijevega hidrida

Ta atom ima rutilo strukturo pri sobni temperaturi, s tetragonalno kristalno strukturo. V pogojih z visokim tlakom ima vsaj štiri različne oblike, pri pomanjkanju vodika pa so opazili ne-scentsko strukturo; Slednje je pri oblikovanju predstavljeno le v zelo majhnih količinah delcev.

Kot že omenjeno, imajo povezave, ki obstajajo v strukturi Rutilo.

To povzroči, da ima atom magnezija sferično, popolnoma ionizirano obliko, vendar je njen hidridni ion podolgovata struktura.

Lastnosti magnezijevega hidrida

Fizične lastnosti

• Videz: beli kristali.
• Molarna masa: 26.3209 g/mol
• Gostota: 1.45 g/cm³
• Fusion Point: 285 ° C je razčlenjen
• Topnost: v vodi se pokvari.

Lahko vam služi: naravni kemični elementi

Ta kemična spojina ima molekulsko maso 26.321 g/mol, gostota 1.45 g/cm³ in ima fuzijsko točko 327 ° C.

Kemične lastnosti

• Predhodnik za proizvodnjo drugih kemikalij.
• Shranjevanje vodika kot možen vir energije.
• Sredstvo reduktant v organski sintezi.

Pomembno je navesti, da te spojine ni mogoče pripeljati v tekoče stanje, kadar je treba vzeti ali v njeno tališče ali uvesti v vodo, se razgradi. Ta hidrid je netopen v etru.

Je zelo reaktivna in izjemno vnetljiva snov, prav tako pa je piroforična, to je, da jo lahko v zraku vnesemo spontano. Ti trije pogoji predstavljajo varnostna tveganja, ki bodo omenjena v zadnjem razdelku tega članka. 

Uporaba/aplikacije

Shranjevanje vodika

Magnezijev hidrid zlahka reagira z vodo, da tvori vodikov plin, z naslednjo kemijsko reakcijo:

MGH₂+2H₂O → 2H₂+MG (OH)₂

Poleg tega se ta snov razgradi pri temperaturi 287 ° C in 1 bara, kot sledi:

MGH₂→ mg+h₂

Zato je bila predlagana uporaba magnezijevega hidrida kot shranjevanja vodika za njegovo uporabo in prevoz.

Hidrogenacija in dehidrogenacija količine kovinskega magnezija se dvigne kot način prevoza.

Reakcije hidrogenacije in dehidrogenacije

Čeprav temperatura razgradnje magnezijevega hidrida predstavlja omejitev za uporabo, so bile zbrane metode za izboljšanje kinetike hidrogenacije in dehidrogenacije. Eden od teh je zmanjšanje velikosti magnezijevega delca z uporabo krogličnih mlinov. 

Vam lahko služi: nehomogeni sistem

Blato

Poleg tega je bil dvignjen sistem, ki proizvaja blatno magnezijev hidrid (bolj obvladljiv in zagotovo v prahu ali drugih trdnih delcih), ki bi se reagirali z vodo, da bi dobili želeni vodik.

Ocenjuje se, da bo predhodno imenovano blato oblikoval fino zemeljski hidrid, zaščiten z oljno zaščitno plastjo in suspendiran v razpršilnih sredstvi.

To blato ima prednost, da ga je mogoče črpati skozi katero koli skupno dizelsko, bencin ali vodno črpalko, zaradi česar je ta gospodarski predlog poleg učinkovitega.

Gorivne celice

Magnezijev hidrid se lahko izvaja pri proizvodnji naprednih gorivnih celic in tudi pri ustvarjanju baterij in shranjevanja energije. 

Transport in energija

V zadnjih desetletjih je uporaba vodika veljala za vir energije. Izvajanje vodika kot goriva zahteva iskanje varnih in reverzibilnih sistemov za shranjevanje ter z visokimi volumetričnimi zmogljivostmi (količina vodika na enoto prostornine) in gravimetrične (količina vodika na enoto mase).

Alkilacija

Alco₃R) organskih spojin v osnovnem mediju, kjer je prisotnost skupin -OH v nizkih koncentracijah in temperaturah, višjih od tališča hidrida.

V tem primeru hidrogeni, prisotni v magnezijevem hidridu (MGH₂), Pridružijo se skupinam -Oh, ki tvorijo vodo. Brezplačni magnezij lahko sprejme halogen, ki pogosto spremlja alkično molekulo, ki je namenjena združitvi verige ogljikovodikov.

Tveganja

Vodna reakcija

Kot smo že omenili, je magnezijev hidrid snov, ki z vodo reagira zelo enostavno in nasilno, kar predstavlja sposobnost izkoriščanja v večjih koncentracijah.

Vam lahko služi: osnovne soli: formula, lastnosti, nomenklatura, primeri

To se zgodi, ker njegova eksotermična reakcija ustvari dovolj toplote, da vžge vodikov plin, ki se sprosti v reakciji razgradnje, kar vodi do dokaj nevarne verižne reakcije.

Je piroforičen

Magnezijev hidrid je tudi piroforičen, kar pomeni, da lahko v prisotnosti vlažnega zraka spontano vklopi plamen in tvori oksid magnezija in vode.

Njegova vdihavanje v trdnem stanju ali stiku s hlapi ni priporočljivo: snov v naravnem stanju in njegovi produkti razgradnje lahko povzročijo resne poškodbe ali celo smrt.

Lahko ustvari korozivne rešitve v stiku z vodo in njeno kontaminacijo. Stik kože in oči ni priporočljivo in tudi v sluznici ustvarja draženje.

Ni bilo dokazano, da lahko magnezijev hidrid ustvari kronične učinke na zdravje, kot so rak, reproduktivne napake ali druge fizične ali duševne posledice, vendar je uporaba zaščitne opreme pri manipulaciji priporočljiva (zlasti respiratorji ali maske, s svojim finim znakom prahu).

Pri delu s to snovjo je treba vzdrževati vlago zraka na nizkih nivojih, izklopiti vse vire vžiga in ga prevažati v bobnih ali drugih posodah za posode.

Vedno se izogibajte delu z velikimi koncentracijami te snovi, kadar se je mogoče izogniti, saj se možnost eksplozije znatno zmanjša.

Če je predstavljen razlitje magnezijevega hidrida, je treba delovno območje izolirati in prah z vakuumskim orodjem izolirati. Nikoli ne smete uporabljati metode suhega pometanja; poveča možnosti neke reakcije s hidridom. 

Reference

1. Zumdahl, s. S. (1998). Enciklopedija Britannica. Vzeti iz Britannice.com.
2. Pubchem. (2005). Pubchem Open Chemistry Database. Vzeti iz pubchem.NCBI.NLM.ameriški nacionalni inštitut za zdravje.Gov.
3. Varen vodik, l. (2006). Kongres zelenih avtomobilov. Vzeti iz GreencarconSress.com.
4. Kemikalije, c. (n.d.). Cameo Chemicals. Vzeti iz kamemikalij.NOAA.Gov.
5. Storitve, n. J. (1987). Ministrstvo za zdravje in starejše storitve New Jerseyja. Vzeti iz NJ.Gov.